รายละเอียดการไหลของอากาศที่ดีที่สุด

12

ฉันอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของโครงการและฉันต้องการคำแนะนำเกี่ยวกับโปรไฟล์การอพยพความร้อนที่ฉันควรใช้เพื่อวางพัดลมสามตัวสำหรับระบายความร้อนฉันมีสี่ตัวเลือกดังแสดงในแผนภาพ แต่ฉันไม่รู้ว่าจะให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด ในแง่ของการระบายความร้อน

heat thermal cooling

— จูเลียน
แหล่งที่มา

11

ขึ้นอยู่กับว่า "ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด" คืออะไรและในกรณีใด ๆ คำตอบที่แน่นอนจะต้องมีการคำนวณซึ่งไม่ทราบว่ามีอินพุตจำนวนมาก

สังเกตุคุณจะต้องการลบอากาศทันทีหลังจากผ่านส่วนประกอบที่ร้อนกว่าและการเป่าจะทำงานได้ดีกว่าการดูดเนื่องจากความปั่นป่วนในอากาศที่โปรดปรานการแลกเปลี่ยนความร้อน ดังนั้นการจัดเรียงทั่วไป (ซึ่งฉันเห็นในแล็ปท็อปทุกเครื่องที่ฉันเปิด) มีลักษณะดังนี้:

— Dmitry Grigoryev
แหล่งที่มา

6

โดยปกติแล้วฉันจะไปกับตัวเลือกที่ 2 ทุกคนเท่าเทียมกัน

สมมติฐาน:

ส่วนประกอบของเครื่องทำความเย็นจะไม่เพิ่มอุณหภูมิของอากาศมากนักและอาจมีความไวต่อความร้อนมากขึ้นในตอนแรก
ฮีทซิงค์ของที่ร้อนจัดนั้นไกลเกินกว่าที่อุณหภูมิอากาศจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยนั้นไม่สำคัญ
แรงดันตกคร่อมมีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้กล่องแรงดันเป็นที่ที่ดีกว่าบนเส้นโค้งของพัดลมจากนั้นกล่องที่แรงดันต่ำ (เช่นนี้มีแนวโน้มที่จะดีกว่าถ้าคุณกำลังกรองอากาศเข้า) มิฉะนั้น 2 หรือ 3

อย่างไรก็ตามการจัดการระบายความร้อนควรได้รับการพิจารณาในระยะแรก ๆ ของการออกแบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากการเลือกพัดลมเพื่อให้ระบบทำงานในตำแหน่งที่ถูกต้องบนเส้นโค้งของพัดลมไม่ใช่เรื่องไม่สำคัญเสมอไปและการเพิ่มแฟน ๆ หากคุณอยู่ที่จุดแผงลอยแฟนพิเศษจะเพิ่มเสียงรบกวน

— แดนมิลส์
แหล่งที่มา

หากส่วนประกอบที่เย็นกว่าสามารถทนความร้อนได้ # 4 ก็สามารถทำงานได้ดีเช่นกัน มันเป็นเพียงสิ่งเดียวที่แฟน ๆ พัดไปในที่ที่พวกเขาต้องการที่จะระเบิด

— Dmitry Grigoryev

2

แน่นอน แต่นั่นมักจะไม่ได้รับ ตัวอย่างเช่นฉันมีโครงการที่ FPGA มีอุณหภูมิชุมทางสูงสุดสูงสุด 85 องศา C แต่ LDMOS ในแอมพลิฟายเออร์จะสูงกว่า 200 องศาเซลเซียสในขีด จำกัด และฮีทซิงค์ถึง 100C ที่เต็มรูปแบบ ฮีทซิงค์เป็นการออกแบบที่มีแรงดันย้อนกลับสูงดังนั้นความดันลดลงทั่วส่วนอื่น ๆ ของระบบจึงมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับที่ฉันคิดว่าหมายความว่าที่ใด ๆ ก่อนบิตความร้อนจะเป็นสถานที่ที่ดีสำหรับนักเป่าลม การรักษาแฟน ๆ ในอากาศเย็นจะช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานของพวกเขา

— Dan Mills

# 2 เป็นตัวเลือกที่สัญชาตญาณของฉัน: มีอากาศไหลผ่านส่วนประกอบที่เย็นกว่าในกรณีที่พวกเขาบางคนต้องการมันและอากาศที่ร้อนกว่าจะถูกเป่าออกมาจากตู้แทนที่จะเป็นส่วนประกอบอื่น ๆ

— TripeHound

การทำให้แฟน ๆ อยู่ในที่ที่มีอากาศเย็นนั้นเป็นสิ่งที่ดีและ # 4 ก็ทำเช่นนั้น แน่นอนการเป่าลมร้อนบน FPGA แบตเตอรี่หรือ HDD จะเป็นความคิดที่ไม่ดี

— Dmitry Grigoryev

4

ฉันคิดว่า @Dmitry มีบล็อกไดอะแกรมที่ดีที่สุดเท่าที่เคยมีมา แต่อาจมีปัญหาหากการไหลเวียนของอากาศเหนือส่วนร้อนหรือไอดีขึ้นอยู่กับความสูงของเคสและการปิดกั้นการไหลของอากาศระหว่างแฟน ๆ นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่เงียบที่สุดอย่างแน่นอนเนื่องจากช่องระบายอากาศแบบกริดสร้างเสียงรบกวนกระแสลมไหลวนขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับแฟน ๆ ที่ไม่มีข้อ จำกัด

หลังจากวิจัยหลายคืนเกี่ยวกับวิธีทำให้เย็นร้อนใน 1U สูง 19 "180W แร็คด้วยเทอร์โมคับเปิลควันและไฟฉายฉันสรุปว่าการออกแบบการระบายความร้อนที่เหมาะสมที่สุดที่สร้างความเร็วลมปั่นป่วนเหนือฮอตสปอตโดยลดความสูงด้วย ฟิล์มพลาสติกที่มีรูปร่างเป็นรอยพับเล็ก ๆ บนไอดี (สปอยเลอร์) เพื่อเริ่มกระแสน้ำวนก่อนการบริโภคจากนั้นไหลลามินาร์สำหรับการบริโภคและไอเสียผ่านช่องระบายอากาศ

เทคนิคนี้ลดอุณหภูมิของเคสฮอตสปอตกรณีที่แย่ที่สุดโหลดจาก 65'C เป็น 20'C โดยการเพิ่มความเร็วอากาศเฉลี่ยของพื้นผิวฮอตพอตประมาณ> 3 m / s โดยใช้พัดลม CFM คู่ต่ำ (~ 1.5 "h) โดยใช้สปอยเลอร์ฟิล์ม mylar โดยตรง ส่วนร้อน (เฟอร์ไรต์และ Mosfets)

จากนั้นฉันจึงเพิ่มเทอร์มิสเตอร์พร้อมอีพ็อกซี่ลงบนเฟอร์ไรต์เพื่อควบคุม LM 317 ด้วยหม้อ, คงที่ R และทรานซิสเตอร์เพื่อตั้งค่าความคิดเห็นอุณหภูมิให้เปิดที่ 40 องศาเซลเซียสและความเร็วเต็มที่ที่ 45 องศาสำหรับการควบคุมเสียงที่ราบรื่น ไม่มีแฟนปกติใช้

ระวังการสั่นพ้องของพื้นผิวฝาโลหะขนาดใหญ่ (เอฟเฟกต์เสียงเปียโน)

แต่แทนที่จะเลือกตำแหน่งพัดลมและตัวเลือกการออกแบบ CFM ทำผิดคลาสสิกสำหรับพีซีให้ใช้ความเร็วลมสูงสุดเท่าที่จะทำได้

ในกรณีของฉันฉันมีพื้นที่มากขึ้นกับแฟน ๆ ใกล้กับไอเสียด้วย plenum ที่ปิดในการบริโภคและไอเสีย จำกัด อยู่ที่ PSU ร้อนเท่านั้น

PS

นี่คือการออกแบบที่ฉันทำเมื่อ 15 ปีก่อนสำหรับ AVAYA (nee Lucent) ที่ฉันออกแบบระบบใน 8 สัปดาห์และกระโจนขึ้นไป 1,000 หน่วย / เดือน มันเป็นการออกแบบระบายความร้อนที่ดีที่สุดของฉันพร้อมพัดลม

ฉันจำได้ครั้งหนึ่งเดลล์มีการออกแบบที่ "ดีกว่า" ด้วยพัดลม "อินไลน์" บนท่อ plenum สำหรับการทำงาน "เงียบสงบ" แต่สร้างการไหลของอากาศที่ไหลเข้าเหนือฮีทซิงค์ซีพียูโดยตรง (สุญญากาศ) และระบายความร้อนโดยตรง ออกแผงด้านหลังโดยไม่หมุนเวียนภายในเคส ในเหตุการณ์นี้มีฮอตสปอตเดียวเท่านั้น

ข้อสรุป

คุณสามารถแปลงการไหลของอากาศและความดันแตกต่างเป็นความเร็ว แต่ความเร็วพื้นผิวเหนือจุดร้อนและพื้นที่ผิวของพวกเขาเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการถ่ายโอนของเหลวความร้อนจนถึงจุดที่ถูก จำกัด ด้วยความต้านทานความร้อนของตัวส่ง

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
แหล่งที่มา

ใช่ฉันได้ทำสิ่งที่คล้ายกันกับคอยล์สปริงขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้าของฮีทซิงค์ไอดีการไหลเชี่ยวนี่คือเพื่อนของคุณ แต่มันมีแนวโน้มที่จะเพิ่มแรงดันย้อนกลับดังนั้นการตรวจสอบด้วย manometer จะถูกระบุเพื่อให้แน่ใจว่าพัดลมทำงาน จุดมีความสมเหตุสมผล ยอมรับว่าผู้สร้างพีซีส่วนใหญ่เข้าใจผิดอย่างมาก Dell เป็นข้อยกเว้นที่น่าสังเกต

— Dan Mills

1

สมมติว่าแฟน ๆ ที่เลือกมีโครงสร้างตามแนวแกน (ตามที่ปรากฏจากภาพวาด) การกำหนดค่าที่ดีที่สุดจะเป็น # 3 เหตุผลก็คือพัดลมแบบแนวแกนทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น (สร้างความแตกต่างของแรงดันที่ใหญ่กว่าและทำให้เกิดการไหลของอากาศ) หากพวกเขาดูดอากาศออกจากตู้ ข้อควรพิจารณาประการที่สองคือคุณไม่ต้องการเป่าลมร้อนผ่านองค์ประกอบที่ "เย็นกว่า" (ฉันเคยเห็นเครื่อง SFF Dell หนึ่งเครื่องในอดีตที่มีการกำหนดค่า # 4 และส่วนประกอบ "เย็น" เกิดขึ้นเป็นฮาร์ดไดรฟ์ซึ่งจะล้มเหลวในเวลาหลายเดือนมีการเรียกคืนจำนวนมาก) อย่างไรก็ตามหากแฟน ๆ เป็นคนเป่าลม (เหมือนในแล็ปท็อป) พวกเขาจะดีกว่าในการเป่าดังนั้นการตั้งค่า # 5 (โดย Grigoryev) เป็นสิ่งที่ดี

เพิ่มเติม: การกำหนดรูปแบบการอพยพยังขึ้นอยู่กับความต้านทานไฮดรอลิกโดยรวมของการก่อสร้างภายในความต้องการผลกระทบฝุ่นและระดับเสียงที่ต้องการ แฟนแกนสามารถมีสามประเภทแกนท่อแกนใบพัดและใบพัดและสิ่งใด ๆ ในระหว่าง สิ่งปลูกสร้างที่แตกต่างกันมีเส้นโค้งแรงดันที่แตกต่างกัน หากมีการใช้พัดลมแบบท่อคู่การกำหนดค่า # 2 อาจเป็นประโยชน์ เซิร์ฟเวอร์เบลดใช้แฟน ๆ Tubeaxial แบบกองซ้อนในการกำหนดค่า # 5 ด้วยพัดลมแบบใบพัดทั่วไปพีซีคุณภาพสูงส่วนใหญ่จะใช้ในด้านไอเสียด้วยเหตุผล

— Ale..chenski
แหล่งที่มา

ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับเรื่องนี้โดยทั่วไปแล้วเส้นโค้งของพัดลมจะสมมติว่า 1 ATM ที่ด้านไอดีซึ่งดูเหมือนจะโต้แย้งว่า Plenum ที่มีแรงดันนั้นดีกว่า หลังจากทั้งหมดหนึ่งสามารถดึงที่สุญญากาศได้มากที่สุด 1 ATM (และนั่นไม่มีประสิทธิภาพอย่างน่ากลัวเมื่อความหนาแน่นลดลง) แต่ขีด จำกัด สูงสุดของความดันอาจถูกกำหนดโดยกล่องที่แยกออกมา สิ่งที่ช่วยได้คือให้พื้นที่ plenum ชัดเจนที่ด้าน OUTPUT ของพัดลมหรือแม้แต่บางสิ่งที่มีรูปร่างเหมือน diffuser เพื่อแปลงความเร็วให้เป็นความดัน

— Dan Mills

@DanMills, เส้นโค้งการทดสอบเป็นเส้นโค้งการทดสอบ แต่การใช้งานเป็นของจริง ข้อโต้แย้งของคุณในสภาวะสุดขั้วไม่สร้างสรรค์ ฉันระบุความรู้ทั่วไปเมื่อ 20-30 ปีที่แล้วตั้งแต่นั้นมาอาจมีความคืบหน้าในการออกแบบรูปทรงใบมีด เราอาจต้องการความช่วยเหลือจาก Trevor เพื่อชี้แจงสิ่งต่าง ๆelectronics.stackexchange.com/a/305659/117785และelectronics.stackexchange.com/q/6379/117785

— Ale..chenski

0

เนื่องจากฉันได้รับความคิดเห็นที่แตกต่างกันมากมายเกี่ยวกับเรื่องนี้ฉันจึงทดสอบการกำหนดค่าทั้งสี่และการกำหนดค่า # 4 ทำสิ่งที่ดีที่สุดในการระบายความร้อนของตู้หุ้ม ขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือของคุณ

— จูเลียน
แหล่งที่มา

คุณพูดถูกว่า # 4 ทำได้ดีที่สุด "ในการระบายความร้อน" กล่องหุ้ม อย่างไรก็ตามในขณะที่คนอื่นชี้ให้เห็นมีหัวข้ออื่น ๆ ที่ต้องพิจารณา การเป่าลมร้อนบนชิ้นส่วนที่เย็นกว่าการพัดเอาฝุ่นบนชิ้นส่วน ฯลฯ

— Guill

เนื่องจากทุกโครงการมีข้อ จำกัด ที่ไม่เหมือนใครในกรณีของฉันข้อเสียของการกำหนดค่า 4 เป็นที่ยอมรับได้อย่างสมบูรณ์เป้าหมายหลักของฉันคือการบรรลุอุณหภูมิต่ำสุดสำหรับส่วนประกอบที่ร้อน ขอบคุณอีกครั้งสำหรับความช่วยเหลือทั้งหมด

— Julian