[WC]Verwachte temperatuur daling(model)

[mowgli]

Hallo,

Ik heb als opdracht van school voor een vrij studiepunt gekregen tot het ontwerpen, bouwen en testen van waterkoeling.

Ik moet hierbij ook een berekening uitvoeren van de te verwachten temperatuurdaling van het koellichaam vergeleken met de normale situatie.

Zijn hier kant en klare modellen voor die ik kan gebruiken of waar ik een deel van kan afleiden? wat uiteraard een stuk makkelijker werkt Of moet ik zelf iets gaan bedenken?

Ik heb het dus niet over Peltier koeling dus niet met die formule zooi aankomen a.u.b.

[Verwijderd]

Ik heb er ooit iets over geschreven, maar nooit echt afgemaakt (ik haat HTML kloppen).
Zie:
http://www.vanderhoeven.n...general_faq_en/index.html

Of ga naar http://dabit.trybit.com -> Watercooling -> Watercooling FAQ & Theory.

[mowgli]

thnx. ik ga ff lezen

[mowgli]

Hmmmm staan wel owk dingen in Maar zou er niet een kant en klaar algemeen model bestaan wat ik gewoon simpelweg kan aanpassen naar mijn behoeften?

[3lmowww]

nah, niet echt, er zijn VEEL dingen afhankelijk

Je kan et bijna niet voorspellen...

[Verwijderd]

mwa, met wat gegevens kom je er wel.

zie hier een aardige methode.
http://www.xcl-clan.com/articles.php3?id=17

[JumpStart]

Als we dan toch schaamteloos aan het pluggen zijn:

[rml][ WC] ProCAST simulatie van een waterblok[/rml]

In dit draadje staat het hele traject, van probeersels tot serieuze (en geslaagde) pogingen om 4 verschillende waterblokken met behulp van ProCAST te simuleren.

Modelleren is lastig, en al helemaal als je een algemeen model wilt hebben. Met een hele grote hoop natte-vinger werk, en onderbouwde aannames kan je wel een eindje komen, maar dan nog zit je met +- 5 °C, of erger.

[Verwijderd]

Ik denk dat als je een 100% heat-transfer hebt van je CPU naar je radiator, (Normaal heb je natuurlijk geen 100% verbinding van je core naar het water en verlies je natuurlijk warmte onderweg van je blok naar je rad) dat je dan zou kunnen berekenen hoeveel energie er wordt opgewekt door je CPU (vast ergens op te zoeken/ te meten) en hoeveel oppervlakte je rad heeft en hoeveel energie het aan de lucht geeft bij een bepaalde luchtsnelheid.

Faktoren:
Oppervlakte van je rad
Materiaal van je rad
Luchtsnelheid door de rad
Tempratuur van de rad
Dikte en lengte van je slangen
Pompsnelheid
Verbinding core->water

Er zijn dus veel faktoren, maar als je een 85% transfer hebt van de core naar het water en je verlies 3% onderweg naar je rad. Dan zou je kunnen berekenen dat als je core 40 watt aan energie maakt dan blijft er 6 watt hangen in de core, ongeveer 1 watt wordt door de buizen en het blok afgegeven. Dan blijft er nog 33 watt over dat door je rad gekoelt kan worden.

Het is dus vrij ingewikkeld, en ik denk niet dat zulke berekeningen vereist zijn voor een project op school.

[KifArU]

Verwijderd schreef op 29 augustus 2002 @ 01:36:
als je core 40 watt aan energie maakt dan blijft er 6 watt hangen in de core,

Houd in ieder geval aan, dat alle warmte uit de core wordt afgevoerd.
Als er warmte niet wordt afgevoerd, zal de core oneindig blijven opwarmen.
Misschien dat er een paar procent wordt afgegeven aan de lucht door het blok, de slangen en het moederbord, maar alle warmte wordt afgevoerd uit de core.

[Verwijderd]

mowgli schreef op 28 augustus 2002 @ 13:54:
Ik moet hierbij ook een berekening uitvoeren van de te verwachten temperatuurdaling van het koellichaam vergeleken met de normale situatie.

Zijn hier kant en klare modellen voor die ik kan gebruiken of waar ik een deel van kan afleiden? wat uiteraard een stuk makkelijker werkt Of moet ik zelf iets gaan bedenken?

1. wat is de normale situatie? ik neem aan dat je bedoelt heatsink + fan.
maar aangezien de ene fan het beter doet dan de andere, dat ze andere afmetingen hebben waardoor de luchtverplaatsing anders wordt. heatsinks verschillen onderling ook nog is verschrikkelijk, denk aan materiaal, vinnen etc.
het is dus volgens mij heel lastig om te meten wat het vermogen is van de normale situatie (hoeveel warmte de normale situatie afgeeft).

2. kijk is op natuurkunde.pagina.nl of ga googlen. ik heb een ooit ook iets met een model voor een waterraket moeten doen en er waren verschikkelijk gedetailleerde modellen aanwezig, voor waterkoeling zal er dus ook wel iets rondzwerfen.
is het niet gewoon te meten hoeveel warmte een waterblok afgeeft door gewoon een pomp in een geisoleerde bak met water te doen, meten hoeveel water je hebt. en dan de temperatuurstijging van het water. ik dacht toch dat er 1 joule nodig is om 1 cc water 1 graad omhoog te halen.
als je dan ook hetzelfde toepast inclusief radiator dan ben je klaar en weet je het verschil.
ik hoop dat je hier wat aan hebt, misschien dat ik het allemaal wat te simpel inschat hoor

[JumpStart]

Je zou in ieder geval een 'educated guess' kunnen maken door (zoals inderdaad al werd voorgesteld) uit te gaan van een systeem waarbij alleen koelblok opwarmt en radiator afkoelt, dus geen warmte verlies bij de slangen.

Vervolgens maak je een schatting van het oppervlak van een conventionele heatsink. Dan mag je daarna een slag slaan naar de warmteoverdrachtscoëfficient van metaal naar lucht. Voor niet geforceerde convectie zit je dan rond de 10 watt per m² per graad verschil (W/m²/K). (Deze waarde pluk ik net uit de ProCAST database.)

Bij geforceerde luchtkoeling kan je kijken naar prestatie van een bestaande heatsink: Je weet hoeveel watt erin komt, als je tenminste geen v-core opvoert, dan kan je dat per CPU wel vinden. De thermische barriere van warmtegeleidende pasta is ongeveer 0,5-1 °C/W. Vervolgens neem je aan (natte-vinger-werk) dat 5% van de warmte ontsnapt via de packaging / pinnen / socket. Alles wat dan overblijft is het meten/schatten van de totale oppervlak van je koeler en het meten van de core temperatuur.

Nu heb je genoeg gegevens om een gesloten systeem op te stellen:

- Kamertemp, CPU temp, en dus Delta T.
- Hoeveel watt er door de heatsink moet worden afgegeven aan lucht
- Oppervlakte van de heatsink

Nu heb je de gegevens om de warmteoverdrachtscoëfficient voor metaal- geforceerde luchtstroom te bepalen.

Enter Waterkoeling:

Je hebt ineens een veel groter oppervlak èn meer verplaatste lucht (grotere en gelukkig stillere fans) maar per oppervlak minder luchtverplaatsing. Ok, dus dan ga je voor het gemak uit van bijvoorbeeld 66% of 75% van de waarde van warmteoverdrachtcoëfficient metaal-geforceerde luchtstroom.

Je hebt oppervlak, hoeveelheid watts die afgevoerd moeten worden, je hebt de aangepaste/gegokte warmteoverdrachtcoëfficient metaal-geforceerde luchtstroom, en hee, je hebt genoeg data om de Delta T te schatten...

Pfff, bent u er nog ??

De enige aanname waarop dit hangt is dat in beide gevallen, lucht en waterkoeling de volgende stap gelijk is:

CPU warmte ---> door Arctic Silver ---> koelblok in

Hierbij ga je ervan uit dat pas bij [ ---> warmte koelblok UIT ] er verschil is tussen luchtkoeling en waterkoeling.

[JumpStart]

DAMN !!

En al dat schrijfwerk later... besef je dat je wel eens een monstervergelijking van CPU koelers hebt gezien waarbij er scores gegeven werden als °C/W...

Ja, ook van waterkoeling set-ups!

http://www.dansdata.com/coolercomp.htm <--- luchtkoeling
http://www.dansdata.com/coolercomp_p2.htm <--- luchtkoeling
http://www.dansdata.com/coolercomp_p3.htm <--- luchtkoeling
http://www.dansdata.com/coolercomp_p4.htm <--- luchtkoeling

http://www.dansdata.com/coolercomp_p5.htm <--- Pentium 4 luchtkoeling

http://www.dansdata.com/coolercomp_p6.htm <--- waterkoeling

Conclusie: een matige koeler haalt 0,8 °C/W, een goeie 0,6 °C/W en een koperkoeler met een schreeuwende Delta 80x80 80 CFM straaljager erop, die haalt scores tot 0,45 °C/W

De waterkoeling haalt, afhankelijk van koelblok tussen de 0,31 en 0,41 °C/W, bij gebruik van een Eheim 1048 pomp, een Black Ice radiator en een Panaflo 120x120mm fan.

[mowgli]

[heel erg late reactie modus] Sorry dat ik zo laat reageer

Thnx voor alle reply's. Ik ga het morgen eens allemaal op me gemak doorkijken en doorlezen. En dan samen met me leraar er wat van proberen te maken.

Als we eruit komen zal ik het resultaat hier wel posten en dan maar afwachten of het resultaat ook een beetje zal kloppen.

THNX IIG!!!