Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları (8. sayfa)

Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları - Sayfa 8

meke · 2004-07-06T16:50:54.0000000+03:00

Daha evvelden diğer forumlara yazdığım bu yazıyı belki faydalanmak isteyen vardır diyerek buraya da yazıyorum. meke Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları Hava Soğutma Genelde, doğal veya fan destekli olarak hava soğutması kullanılması, elektronik parçaların soğutulması için çok yaygın bir yöntemdir. Eğer doğal hava akışı, yüzey arttırma* yapmadan parçayı soğutmak için yetersiz ise, parçaya eklenecek bir soğutucu, ısı transferini arttırır ve parçadan ısı emerek parçanın sıcaklığını düşürür. Daha fazla soğutma gerekliyse, eklenecek bir fan yardımıyla soğutucunun üzerinden geçen hava akışı arttırılır ve daha fazla sıcaklığın havaya geçmesi sağlanabilir. Fan hariç, hava soğutma ilave bir cihaz gerektirmez ve soğutma işlemini performanslı olarak yapar. Ama su soğutma, çeşitli ilave ekipmanlar gerektirmektedir. Elektronik parçaların işlem gücü, sahip olduğu transistor sayısı ile arttırılmaktadır. Her ne kadar silikon işleme teknolojisinin küçülmesi ve transistor boyutlarının da buna bağlı olarak ufalmasıyla birim bazında enerji sarfiyatları azalsa da, bu seferde belirli bir alana düşen adetleri arttığı için toplamdaki enerji sarfiyatları artmaktadır. Bu sarfiyatın çöpü ise ısıdır. Akılcı tasarımlar ile yüzey alanı arttırmak mümkünse de, bugünlerde soğutucu büyüklükleri ve ağırlıkları anormal artmaktadır. Büyüklük arttıkça, fan tarafından üflenen havaya karşı oluşan geri basınç da artmaktadır, bu fanların da soğutucuyla orantılı olarak büyümesini gerektirmektedir. Fanlar büyüdükçe, fanın kendisi, montaj parçaları, hava girişi ve çıkışı soğutucu üzerinde çok değerli bir kısım alanı kapatmakta, soğutma fonksiyonu için ufak bir tepkiye bile sebep olabilmektedir. Su Soğutma Su soğutma sistemleri, hava soğutmanın dezavantajlarına göre daha iyi sonuçlar vermektedir. Daha az akışkan hacmi ile daha fazla ısıyı üzerine alabilir, daha tutarlı bir ısı kontrolü sağlar ve tüm bunları daha sessiz bir şekilde yapar. Soğutma maddesinin fiziksel özellikleri, ısı iletimi ile soğutmanın temelini teşkil eder. Yoğunluğunun az olması sebebiyle hava, ısı iletimi açısından birim ağırlıkta daha az sıcaklık taşıyabilir. Kıyaslama yaparsak, su daha yoğundur ve birim ağırlıkta daha fazla sıcaklık taşır. Kısaca soğutma maddesinin yoğunluğu ve özgül sıcaklığı, onun yüklenebileceği ve taşıyabileceği ısıyı belirler. Hava ve su akışkanlarının fiziksel özellikleri şöyledir. Madde Özgül Isısı Yoğunluğu Su 4217 J/kg·°C 998 kg/m3 Hava 1060 J/kg·°C 1.2 kg/m3 Isıyı alma ve taşıma kabiliyeti, aşağıdaki temel akışkan formülüyle hesaplanır. Akışkanın ısı alması = Güç (Watt) / (Özgül Isı x Yoğunluk x Hacim) Örnek olarak 103 Watt’lık enerji ihtiyacı olan bir Prescott işlemciyi soğuturken sıvıda 10 C yükselme olmasını istiyorsak, gerekecek akışkanın miktarını aşağıda hesaplayalım; Hava ile soğutma; Akışkanın ısı alması = Güç (Watt) / (Özgül Isı x Yoğunluk x Hacim) 10 derece C = 103 / (1060 J/kg C x 1,2 kg/m3 x Hacim m3/sn) Hacim m3/saniye = 103 Watt / (1060 J/kg·° C x 1.2 kg/m3 x 10° C) Hacim = 0.0081 m3/sn = 8 litre/saniye Su ile soğutma Akışkanın ısı alması = Güç (Watt) / (Özgül Isı x Yoğunluk x Hacim) 10 derece C = 103 / (4217 J/kg C x 998 kg/m3 x Hacim m3/sn) Hacim m3/saniye = 103 Watt / (4217 J/kg·° C x 998 kg/m3 x 10° C) Hacim = 0.0000024 m3/sn = 0,0024 litre/saniye Hava kullanıldığında, 103 Watt ısıyı, akışkanı en fazla 10C yükseltmek için dakikada 0,5 m3 havayı soğutucu üzerinden geçirmeniz gerekir. Soğutma maddesi su olduğunda ise, dakikada 0,144 litre suyu soğutucudan geçirmeniz yeterli gelecektir. Hava soğutmanın diğer bir dezavantajı ise rakımdır. Deniz seviyesinden yükseldikçe, fanların soğutma performansı da düşer. Sebebi ise çok basittir, deniz seviyesinden yükseldikçe, havanın yoğunluğu azalır. Örneğin, deniz seviyesinden 1500 metre yukarıda yaşayan bir kişinin (Elazığ, Ardahan, Ağrı vb) fanla soğuyan bilgisayar parçaları, deniz seviyesinde yaşayan bir kişinin bilgisayarına göre %14 daha az soğumaktadır. Bunun sebebi fanların sabit hacim transferi yapmalarıdır. Yani deniz seviyesinde üfledikleri hava miktarı ile, 1500 metre rakımda üfledikleri hava miktarı aynı olmasına rağmen, yoğunluk azaldığı için ısı çekme miktarı azalmaktadır. Soğutucu Büyüklüğü Karşılaştırması Sıcaklığı akışkana aktarmak için ne kadar yüzey alanının gerekli olduğunun hesaplanması gerekir. Temel ısı transferi kurallarına göre, ısı aktaran yüzey alanı ile ısı aktarım oranı çarpıldığında, ısı aktarım miktarı hesaplanabilir. Formül Q = H x A x Dt şeklinde olup Q = Watt cinsinden aktarılan ısı H = ısı transferi katsayısı (m2’de transfer edilen ısı) A = yüzey alanı (m2) Dt = ısı farkı (soğutma akışkanındaki sıcaklık yükselmesi) Hava için tipik ısı transferi katsayısı 20 Watt/m2 C’dir. Su için tipik ısı transferi katsayısı ise, 9000 Watt/m2 C’dir. Sıvıların daha yüksek ısı transfer katsayıları olduğu için, ısı transferi yapmalarını sağlayan yüzey de daha küçük olabilmektedir. Örneğin; Yukarıdaki düzenekte hava ile soğutmak için gerekli olan yüzey alanı; Alan = Q / (H x DT) = 103 W/(20 W/m2°C x 10°C) = 0,5 m2 dir. Yukarıdaki düzenekte su ile soğutmak için gerekli olan yüzey alanı; Alan = Q / (H x DT) = 103 W/(9000 W/m2°C x 10°C) = 0.001 m2 olacaktır. Görüldüğü üzere, Prescott işlemciyi havayla soğutmak için gerekli olan yüzey alanı, suyla soğutmak için gerekli olan yüzey alanından 500 kat büyüktür. Pratikte, böyle bir hesabın bize faydası, işlemciyi havayla soğutmak için, anormal büyük bir soğutucu kullanmak gerektiğidir. Operasyonel Ses Karşılaştırması Fanlı hava soğutmanın etkili olabilmesi için, soğutucu yüzeyinde bulunan yaprakçıkların ısıyı üzerine alması ve havaya aktarımını da dengeli yapabilmesi gerekmektedir. Yüksek ısılar üreten parçaları soğutan fanların üfledikleri hava, saniyede 5 metre sürate erişebilmektedir. Bu süratteki soğutmanın ses yapan 2 kaynağı vardır. İlki havayı hareketlendiren paller ve motorun çıkardığı ses, ikincisi ise, soğutucu yapraklarına temas eden havanın sürtünme sesi. Sıvı soğutmalı sistemler ise, ses çıkaran üniteleri azaltmasıyla ünlü olup, her geçen gün daha da ilginç tasarımlarla karşımıza çıkmaktadır. Devir daim pompası çok az miktarda sıvı dolaştırdığı için, çıkardığı ses de azdır. Saniyede 2 metrelik bir sıvı transferi ile rahatlıkla benzer sıcaklık düşürülebilmekte, soğutucu boyutları ise yüzey alanı itibariyle 500’de 1 küçüklükte olabilmektedir. Devir daim pompasının, radyatörün ve fanın uzakta olması da, toplam ses miktarını düşürmektedir. Ç.N.: Yüzey arttırma: Isınan parçanın ısısını alabilmek ve soğutabilmek için, ısıyı daha büyük bir alana yaymak gerekmektedir. Mesela CPU’nun üzerindeki metal korumanın alanı 4 cm2 ise, buna bir soğutucu takarak yüzey alanını 400 cm2’ye çıkarmak ve ısıyı geniş alana yaymak mümkündür. Soğutucunun kanatları ve bu kanatların havayla temas eden tüm yüzeyleri, soğutulacak alan hesabına eklenir. Böylece 4 cm2’deki ısı, daha az bir eforla soğutulabilir. (Zalman CNPS7000 serisindeki yüzey alanı 3170 cm2’dir.) Kaynak; The Benefits of Liquid Cooling over Air Cooling for Power Electronics / Chris Soule, Aavid Thermal Products, Inc.

Sıcak Fırsatlarda Tıklananlar

Editörün Seçtiği Fırsatlar

KIWI Kwp-8509 Şarjlı Su Pompası, Standart : Amazon.com.tr: Bebek https://www.amazon.com.tr/dp/B0B3JKP2VW 15 sa. önce paylaşıldı

Optilife Zen 30 Kapsül : Amazon.com.tr: Sağlık ve Bakım https://www.amazon.com.tr/dp/B0BJKDP863 15 sa. önce paylaşıldı

Greenote Akülü Elektrikli Süpürge, 23000Pa Güçlü Emişli Hafif Çubuk Elektrikli Süpürge 35 dakika Uzun Çalışma Süresi, Çıkarılabilir Pil, El Araba Sert Zemin Halı Evcil Hayvan Kılı için Arada El Vakumu : Amazon.com.tr: Ev ve Yaşam https://www.amazon.com.tr/gp/product/B0CZ6WM2LG 15 sa. önce paylaşıldı

Daha Fazla

Bu Konudaki Kullanıcılar: Daha Az

3 Misafir (1 Mobil) - 2 Masaüstü,

1 Mobil

5 sn

146
Cevap

5
Favori

50.126
Tıklama

Daha Fazla
İstatistik

Konu İstatistikleri Yükleniyor

Konuya Özel

10 oy

Öne Çıkar

Cevapla

Sayfa:

önceki 4 5 6 7 8

Giriş

Mesaj

@meke Vortez'deki Ehume siz misiniz?
Forumda konusu açılmış mı diye ararken burasını bulabildim.

Şu başlıkta Corsair H60'tan H100'lere kadar su soğutucularındaki pompanın akım miktarı yazıyor: "0.11 galon/dakika". Bu metrik birimlerle 24,983717748 ~25 litre/saat ediyor tam devrindeyken.

Suyun özgül ısısı 1 kalori olduğu için bunu watt cinsinden değerlendirebiliriz. "Q=c.m.Dt" dengesinde hacimsel ısı kapasitesi, su için kilogram ile litre aynı hacimler olduğundan özgül ısı ile kütle çarpımı, geride kalan Dt ise sıcaklık farkıdır. Bu ısı kapasitesi su için 1 kalori/gramdır; bakır içinse 0,092 gram kaloridir. Saatte 25 litre su taşıyan pompa, bir diğer deyişle 270 kg bakırın ısısını aktarır. Su soğutucuların motor verimliliği olarak ne kadar verimli çalıştığı buradan görülebilir.

Bunun bizim için güzel tarafı, su soğutucu ile sıcaklık dalgalanmalarını 11 kat azalttık, ani ısınmaları çözdük. Sadece saatte 25 kilogram taşımakla, ısıyı bakırla uzaklaştırmaya kalksaydık saatte 272 kg'lık yapmamız gerekecek işi yaptırabiliyoruz. Bu sayede 11 kat pompayı düşük yük için seçerek çalıştırma imkanımız oldu.

Yalnız bunun bir götürüsü de mevcut, ısı kapasitesi en fazla sıcaklık farkı kadar ısı taşıtabilir. Dolayısıyla erken ısınan bir hava soğutucu, daha az ısı saklar ve daha "iletken" şekilde çalışabilir. Su soğutucular ısı kapasitesini petekten uzunca süre yalıttığından, petekteki su sıcaklığı farkı azalınca petekteki soğutucu verimimizi azaltıyor. Her bir derece düşük Dt sıcaklık farkı için, petekten daha yüksek akımda hava geçirmemiz gerekiyor, bu da bize düşük sıcaklıklarda su soğutucuları dengede tutmak istiyorsak daha soğuk petekleri nedeniyle normal bir hava soğutucudan daha büyük boyutlu petek alanı ihtiyacı veya daha yüksek gürültüyle çalışan fan hızı olarak geri dönüyor.

Kullanıcı bu süre zarfında daha düşük sıcaklıklarla daha geç bir ısınma evresi boyunca serinlikten yararlanabilir. Bununla beraber, soğuma evresinde de yalıtkan özellikleri olacağı için, su soğuyana kadar petekler daha uzun bir süre sıcak kalacaktır. Fan sesinden çabuk kurtulmak isteyen kullanıcılar bu sebeple, düşük işlemci sıcaklığı ile düşük petek verimliliği arasında bir tercih yapmak durumundalar.
Bunları şuradan aklıma geldiği için paylaşıyorum:

meke

Emekli Yönetici

5997 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

Mete Can Karahasan

kullanıcısına yanıt

Guest-1966D0217

Çavuş

59 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

Guest-1966D0217

Çavuş

59 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

zombi7406

Yarbay

2056 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

Sayfa:

önceki 4 5 6 7 8

Ip işlemleri

Bu mesaj IP'si ile atılan mesajları ara Bu kullanıcının son IP'si ile atılan mesajları ara Bu mesaj IP'si ile kullanıcı ara Bu kullanıcının son IP'si ile kullanıcı ara

KAPAT X

%40
Kazan

%2,8
Kazan

%5
Kazan

%6,8
Kazan

%1,6
Kazan

%3,2
Kazan

%5,5
Kazan

%1,2
Kazan

%5
Kazan

%3,2
Kazan

%6,4
Kazan

%2
Kazan

Alışveriş Yaptıkça Para Kazan Harekete Geç »