Лучший профиль воздушного потока корпуса

Это зависит от того, какова «наилучшая производительность», и в любом случае точный ответ потребует расчета, для которого многие входные данные неизвестны.

Эмпирически вы захотите удалить воздух сразу после того, как он пройдет над более горячими компонентами, и выдувание работает лучше, чем всасывание, из-за турбулентности воздуха, которая способствует теплообмену. Таким образом, типичное расположение (которое я видел на каждом ноутбуке, который я открывал) выглядит так:

Обычно я бы выбрал вариант 2 при прочих равных условиях.

Предположения:

• Более холодные компоненты не будут сильно повышать температуру воздуха и, в первую очередь, могут быть более чувствительными к теплу (например, электролиты, а также немного песка).
• Радиаторы на горячих элементах работают достаточно далеко от температуры окружающей среды, поэтому небольшое повышение температуры воздуха не имеет значения.
• Падение давления достаточно велико, чтобы сделать коробку под давлением лучшим местом на кривой вентилятора, чем коробку с низким давлением (Кроме того, это имеет тенденцию быть лучше, если вы фильтруете всасываемый воздух), в противном случае 2 или 3 в значительной степени эквивалентны.

Тем не менее, управление температурным режимом действительно должно было быть рассмотрено на гораздо более ранней стадии проектирования, особенно потому, что выбор вентиляторов, чтобы система работала в нужном месте на кривой вентилятора, не всегда тривиален, и простое добавление большего количества вентиляторов не всегда является выигрышем, поскольку если вы уже находитесь в точке срыва, дополнительный вентилятор только добавит шума.

Я думаю, что @Dmitry имеет лучшую блок-схему на данный момент, но могут возникнуть проблемы, если воздушный поток выходит через верхнюю часть горячих частей или выходит из воздухозаборника, в зависимости от высоты корпуса и блокировки воздушного потока между вентиляторами. Это, безусловно, дает самое тихое решение, поскольку решетчатые вентиляционные отверстия создают массивный вихревой турбулентный шум воздуха по сравнению с отдельно стоящими неограниченными вентиляторами.

После нескольких ночей исследований того, как охлаждать горячие точки в 19-дюймовой стойке 180 Вт высотой 1U с помощью термопар, дыма и фонарика, я пришел к выводу, что оптимальная конструкция охлаждения, которая создает самую высокую турбулентную скорость воздуха над горячими точками за счет снижения высоты на пластиковая пленка с небольшой складкой на впуске (спойлер) для запуска вихревых токов непосредственно перед впуском , затем ламинарный поток для впуска и выхлопа через вентиляционные отверстия.

Этот метод снизил температуру в горячих точках в наихудшем случае с 65°C до 20°C за счет увеличения средней скорости воздуха на поверхности горячих точек примерно на > 3 м/с с использованием двух вентиляторов с низким CFM (~ 1,5 дюйма в час) с использованием спойлера из майларовой пленки непосредственно над горячие детали (ферриты и мосфеты)

Затем я добавил термистор с эпоксидной смолой к ферриту, чтобы регулировать LM 317 с помощью потенциометра, фиксированного R и транзистора, чтобы сместить температуру обратной связи для включения при 40°C и полной скорости при 45°C для плавного управления звуком. Без вентилятора в обычном режиме, используйте.

Остерегайтесь резонансов большой металлической поверхности крышки (эффекты деки фортепиано).

Но вместо положения вентилятора и вариантов конструкции CFM, которые классически делают неправильно для ПК, используйте максимально возможную скорость воздуха с минимальным шумом вихревых токов на лопастях вентилятора.

В моем случае у меня было больше места с вентиляторами возле выхлопа с закрытой камерой на впуске и выхлопе, ограниченным только горячим блоком питания.

PS

Это был дизайн, который я сделал более 15 лет назад для AVAYA (в девичестве Lucent), где я разработал систему за 8 недель и увеличил производительность до 1000 единиц в месяц. Это был мой лучший тепловой дизайн с вентилятором.

Я помню, как однажды у Dell был «лучший» дизайн со «встроенным» вентилятором на напорном шланге для супер «тихой работы глушителя», но он создавал высокоскоростной поток всасываемого воздуха непосредственно над радиатором ЦП (вакуум) и отводил тепло напрямую. из задней панели, не перемещая ее внутри корпуса. В этом случае была только одна горячая точка.

Заключение

Вы можете преобразовать поток воздуха и дифференциальное давление в скорость, но скорость поверхности над горячими точками и их площадь поверхности являются критическим фактором для переноса теплоносителя до точки, где она ограничена тепловым сопротивлением излучателя.

Предполагая, что выбранные вентиляторы имеют осевую конструкцию (как видно из чертежей), наилучшей производительностью будет конфигурация №3. Причина в том, что осевые вентиляторы работают более эффективно (создают большую разницу давлений и, следовательно, воздушный поток), если они высасывают воздух из корпуса. Второе соображение заключается в том, что вы не хотите обдувать «более холодные» компоненты горячим воздухом. (В прошлом я видел одну машину Dell малого форм-фактора с конфигурацией №4, где «более холодным» компонентом оказался жесткий диск, который выйдет из строя через несколько месяцев. Были массовые отзывы). Однако если вентиляторы нагнетательные (как в ноутбуках), то они лучше на обдув, поэтому конфигурация №5 (от Григорьева) хороша.

ДОПОЛНЕНИЕ: определение схемы эвакуации также зависит от общего гидравлического сопротивления внутренней конструкции, требований по пылевому воздействию и требуемого уровня шума. Осевые вентиляторы могут быть трех типов: осевые трубчатые, осевые крыльчатые и пропеллерные, а также любые промежуточные. Различные конструкции имеют разные кривые нагрузки от давления. Если используются своего рода трубчатые вентиляторы, то конфигурация № 2 может оказаться предпочтительной. Блейд-серверы используют штабелированные трубчатые вентиляторы в конфигурации №5. С обычными пропеллерными вентиляторами большинство высококачественных ПК используют их на стороне выхлопа по определенной причине.

Поскольку у меня было много разных мнений по этому поводу, я протестировал все четыре конфигурации, и конфигурация № 4 показала лучшие результаты в охлаждении корпуса. Спасибо всем за вашу помощь.