NOCTUA NH-D14 CPU-Cooler Optimization

[Seafalco]

NOCTUA NH-D14 CPU-Cooler Optimization

Πρόταση βελτίωσης της ψύκτρας επεξεργαστή NOCTUA NH-D14.

Καλησπέρα σε όλους.

Κατ' αρχήν ζητώ την κατανόηση των παλαιότερων μελών (και ελπίζω μελλοντικών φίλων) του forum, το παρακάτω θέμα ασχολείται με μια πρόταση βελτιστοποίησης αυτής της ήδη πολύ καλής ψύκτρας.

Ελπίζω να μην έχω κάνει πολλές "χοντράδες"

Και κάτι ακόμα ( όπως ίσως γίνεται έμμεσα αντιληπτό από κάποια σχόλια), το θέμα αυτό το έχω ήδη ανεβάσει και σε άλλο forum, στο οποίο είμαι από καιρό μέλος

(δεν ξέρω αν είναι θεμιτό να το ανεβάσω και εδώ αλλά μιας και το thelab είναι πιο τεχνικό forum, πιστεύω ότι δεν υπάρχει πρόβλημα, (αν δεν είναι έτσι ζητώ την κατανόησή σας)

Στο προκείμενο λοιπόν:

Για την συγκεκριμένη ψύκτρα έχουν δημοσιευτεί πολλά test που την κατατάσουν σαν την "ισχυρότερη" μη υδρόψυκτη λύση για την ψύξη των επεξεργαστών.

Παραθέτω δύο από τα πιο εμπεριστατωμένα:

http://www.hardwarecanucks.com/forum...er-review.html

http://www.guru3d.com/article/noctua-nh-d14-review/1

Αυτός ήταν και ό λόγος που την προτίμησα.

Αυτό που μου έβαλε σε σκέψεις, ήταν η διαπίστωση ότι ο ισχυρότερος αερισμός της ψύκτρας δεν οδηγεί σε αναλόγως ισχυρότερη ψύξη του επεξεργαστή.

Ο reviewer απέδωσε το φαινόμενο -και σωστά- στο ότι η σύζευξη των heat pipes με τα πτερύγια ψύξης έχει κάποιο σημείο κόρου, οπότε ο εντονότερος αερισμός τους (που όντως ψύχει τα πτερύγια περισσότερο) δεν μπορεί να μεταφραστεί και σε χαμηλότερη θερμοκρασία των heat pipes.

Αυτό μου έδωσε την ιδέα να διαπιστώσω πως ακριβώς κατανέμεται η κυκλοφορία του αέρα μέσα στα πτερύγια.

Πρίν να μπορέσω όμως να το ελέγξω θα έπρεπε να φτιάξω κάποιο μέσο μέτρησης της ροής του αέρα.

Αφού πειραματίστηκα λίγο κατέληξα στο να κατασκευάσω ένα αισθητήρα (όχι με χαρτοπετσέτα αυτή τη φορά!!), που απομιμείται κατά κάποιο τρόπο τα κανονικά όργανα μέτρησης της παροχής αέρα.

Συγκεκριμένα, σε μια πολύ μικρή αντίσταση σύρματος με επικάλυψη πορσελάνης (120 Ohm, 3 Watt), κόλησα -με εποξειδική κόλα-ένα πολύ μικρό θερμίστορ NTC (10 K Ohm).

Συνδέοντας την αντίσταση αυτή με μια σταθερή πηγή τάσης (τάση V=12,003VDC, Vriple=10mV):

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

προκαλείται δια μέσου αυτής ένα σταθερό ρεύμα, το οποίο την θερμαίνει.

Η θερμοκρασία που αναπτύσεται στην αντίσταση , πολύ γρήγορα μεταφέρεται στο θερμίστορ, το οποίο λόγω του αρνητικού θερμοκρασιακού συντελεστή του, μειώνει την αντίστασή του γραμικά και σε αντίστροφη αναλογία με την θερμοκρασία του.

(Δηλαδή , όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του , τόσο χαμηλότερη αντίσταση παρουσιάζει).

Την αντίσταση αυτή την μέτρησα με ένα γραφικό πολύμετρο, αρκετά υψηλής ποιότητας , το οποίο είχε και την δυνατότητα να κάνει υπολογισμούς της ποσοστιαίας απόκλισης της εκάστοτε τιμής της αντίστασης, ώς προς μία τιμή αναφοράς.

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

Το όλο σύνολο συνδέθηκε με πολύ λεπτά καλωδιάκια (από εύκαμπτο καλώδιο τηλεφώνου και τοποθετήθηκε στο άκρο ενός γυάλινου σωλήνα:

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

Για να είναι δυνατή η επαναληψιμότητα και σταθερότητα των μετρήσεων, ο αισθητήρας αυτός στεραώθηκε σε ένα μικρό τρίποδο από φωτογραφική μηχανή.

Για να υπάρχει σταθερή αναφορά και διάκριση των σημείων μέτρησης, στην έξοδο της ψύκτρα κολήθηκε ένας οδηγός ευθειασμού της ροής του αέρα, ο οποίος χωρίζει την επιφάνεια σε 5 στήλες των 8 σειρών.

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

Η γενική εικόνα του εξοπλισμού μέτρησης που χρησημοποιήθηκε είναι:

Οι μετρήσεις πάρθηκαν τοποθετώντας διαδοχικά, τον αισθητήρα στο κέντρο κάθε "κελιού" που ορίστηκε με αυτόν τον οδηγό, και σε ελεγμένα σταθερή απόσταση από αυτό:

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

Οι μετρήσεις αυτές -αφού δινόταν αρκετός χρόνος έτσι ώστε να σταθεροποιηθούν και αφού διαπιστωνόταν ποια είναι η μέση τιμή της διακύμανσης που είχαν (διακύμανση της τάξης του +/- 0.5%), καταγράφηκαν σε ένα πίνακα (στήλες με γκρί χρώμα), όπου φάνηκε ότι υπάρχουν πολύ μεγάλες διαφοροποιήσεις στην κατανομή του αέρα , από ένα σημείο μέτρησης σε άλλο.

Επί πλέον διαπιστώθηκε ότι από τα πλευρά της δεύτερης βαθμίδας ψύξης διαφεύγει αρκετός αέρας έξω από την ψύκτρα.

Κάνοντας την σκέψη ότι αυτή η ποσότητα του αέρα που διαφέυγει θα μπορούσε να αξιοποιηθεί πολύ καλύτερα , αν διοχετευόταν μέσα στα όρια των πτερυγίων, κάλυψα με ταινία τα ανοίγματα αυτά

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

και έκανα μια νέα σειρά μετρήσεων, που καταγράφονται στις γαλάζιες στήλες του πίνακα.

Παράλληλα για να διαπιστώσω αν η διευθέτηση αυτή επηρεάζει αρνητικά την ποσότητα του αέρα που αποροφάται από τον μεγάλο ανεμιστήρα δια μέσου της πρώτης βαθμίδας της ψύκτρας, ακανα και εκεί μετρήσεις πριν και μετά την τοποθέτηση της ταινίας

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.

Το αποτέλεσμα ήταν ότι η επιβάρυνση που προκαλείται στη περιφερική αναρόφηση του αέρα στην πρώτη βαθμίδα είναι μόνο 4,6%.

Σαν βάση αναφοράς των μετρήσεων επιλέχτηκε αυθαίρετα

το άνω αριστερό "κελί" του οδηγού

Η υπόθεση που έκανα , δηλαδή ότι ό αέρας αναγκαζόμενος να περιοριστεί μόνο μεταξύ των πτερυγίων, θα κατανεμηθεί σε μεγαλύτερη έκταση εντός αυτών, με αποτέλεσμα να ψύξει και περιοχές αυτών που πρίν είχαν πολύ μικρή ροή αέρα, επιβεβαιώθηκε πέραν πάσης αμφιβολίας και μάλιστα σε σημαντικό ποσοστό, όπως δείχνει και ο πίνκας των τιμών, στον οποίο σημειώνεται και η προκύπτουσα βελτίωση στις πράσινες στήλες:

Αυτό δίνει μια νέα μέθοδο αύξησης της απόδοσης της ψύκτρας, γιατί δεν βασίζεται τόσο στην αύξηση της κυκλοφορίας του αέρα στις ήδη υπάρχουσες "διαδρομές" αλλά στη προώθησή του σε νέες ασθενικά ψυχόμενες περιοχές, οι οποίες λόγω του ότι απέχουν πολύ από τον κορεσμό, έχουν μεγάλα περιθώρια βελτίωσης.

Χαρακτηριστικά παρα τηρήστε τι συμβαίνει γύρω από το "τυφλό σημείο" του ανεμιστήρα (Περιοχή με φούξια χρώμα).

Παρουσιάζοντας τα αποτελέσματα της βελτίωσης σε ραβδόγραμμμα:

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 821x498.

Παρατηρούμε ότι υπαρχει σημαντική βελτίωση τόσο στην περιφέρεια της βαθμίδας (όπου λόγω του ότι δεν χρησημοποιείται πιο ισχυρός ανεμιστήρας, η ψύκτρα πιθανότατα δεν μπαίνει στον κόρο), αλλά και κυρίως στο κέντρο της όπου σαφώς η ροή απέχει πολύ από τον κόρο, οπότε και παράγει σημαντικό αποτέλεσμα.

Η εικόνα γίνεται πιο φανερή στο ακόλουθο διάγραμμα:

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 752x494.

Όπου παρατηρείται ότι η τοπική βελτίωση, ιδιαίτερα σε περιοχές που πριν είχαν "φτωχό" αερισμό, ξεπερνά κατάπολύ τον γενικό μέσο όρο βελτίωσης του πίνακα (18,93%).

Το βασικό ζήτημα βεβαίως δεν έχει διερευνηθεί, λόγω του ότι το Hardware στο νέο κουτί

( http://www.thegreekz.com/forum/showt...4#post14542484) δεν έχ ει ακόμα στηθεί, δεν μπορώ να ελέγξω την πραγματική επίδραση των παραπάνω συμπερασμάτων.

Στο σημείο αυτό και επειδή η δοκιμή είναι πολύ εύκολη (απλά καλάμε λίγη χαρτοταινία), όποιος τυχόν από τους φίλους έχει την συγκεκριμένη ψύκτρα, μπορεί να το δοκιμάσει και να μας πεί τι διαφορά είχε.

Ακόμα μια δεύτερη σκέψη για το πώς θα μπορούσε να προωθηθεί ακόμα περισότερος αέρας στο τυφλό σημείο, είναι να τοποθετηθεί ένας μικρός ανεμιστήρας (με μικρό κινητήρα), ακριβώς στο τυφλό σημείο, έτσι θα αποροφά περισότερο αέρα εκεί και θα βελτιώσει ακόμα περισότερο την απαγωγή της θερμότητας ακριβώς εκεί που τα πτερύγια βρίσκονται μακρυά από τον κόρο.

Επι πλέον αυτών, επειδή οι σκέψεις αυτές μπορούν να έχουν εφαρμογή και σε άλλες ανάλογης τοπολογίας ψύκτρες, όποιος φίλος έχει κάποια -και διαθέτει φυσικά τον χρόνο- μπορεί να δοκιμάσει και να νας πεί τα αποτελέσματα που είχε.

Και εδώ θα πρέπει να σας ευχαριστήσω που είχατε την υπομονή να φτάσετε στο τέλος του "σεντονιού"

Θα με βοηθούσε πολύ να ακούσω τις απόψεις σας τόσο για την ουσία όσο και για την μεθοδολογία, και οπωσδήποτε όλες οι ιδέες που έχετε είναι ευπρόσδεκτες.

Καλή νύχτα και να είμαστε όλοι καλά γιατί δυστυχώς η εποχή απαιτεί:

Θάρος καρδιά και πλάτη φαρδιά!!!

[Borg]

παρα πολυ καλο

well done

[Seafalco]

παρα πολυ καλο

well done

Σε ευχαριστώ για τα καλά λόγια σου.

Το θέμα δεν το έχω εξαντλήσει, θέλω να δώ τι γίνεται αν εξασφαλίσω ομοιόμορφη (μη στροβιλώδη ) ροή του αέρα.

Αλλά γι' αυτό πρέπει να περιμένω το υλικό, για να δώ τι περιθώρια χώρου υπάρχουν,

Οπότε θα επανέλθω γιατί άν η ψύκτρα (η όποια ψύκτρα) φορτιστεί ομοιόμορφα, θα αποδώσει το 100%, πράγμα ιδιαιτέρως ενδιαφέρον!

Αν δείς το link που παραθέτω, υπάρχει ένα post που αναφέρεται στην εξομάλυνση της ροής του αέρα (αυτό μέχρι να το ανεβάσω και εδώ βέβαια)

Να είσαι καλά και περιμένω σχόλια.

[foniki_mpekatsa]

Χαρα στο κουραγειο σου μεγαλε.Αν και επευθυνεται σε μικρο αγοραστικο κοινο (για την ωρα) πραγματικα χρησιμο για οσους την κατεχουν.

[Lakisss]

Μπράβο φίλε για την προσπάθεια και τον κόπο σου!

Μ' αρέσει να βλέπω κόσμο που ''ψάχνεται'', και πειραματίζεται.

Όσον αφορά τις ψυκτρες γενικά, εγώ είχα πάντα την απορία περί τυφλών σημείων όπως λές.

Σε πολλές ψύκτρες οι fans δέν καλυπτουν τις γωνίες των fins επαρκώς, και θα ήταν αρκετα ενδιαφέρον άν έφτιαχνες ένα τουνελ (απο χαρτόνι πχ.) ώστε να καλύψεις όλη την διάταξη, και να μετρήσεις διαφορές στην απόδοση. Μία καλα σφραγισμένη push-pull διάταξη δηλ.

Να τολμήσω να προτείνω και μια πατεντουλα που μου ήρθε, για να δοκιμάσεις να κατευθύνεις τον αέρα όπως θέλεις ανάμεσα στα fins?

Μπορείς να μετρήσεις το κενο μεταξύ των fins και να κόψεις σε λεπτές λωρίδες, χαρτόνι ή πλαστικο ίσου πάχους.

Άν σφηνώσεις το χαρτόνι σε επιλεγμένες θεσεις αναμεσα στα fins με την φορά που θές (λοξά προς την περιοχή που θέλεις να φορτίσεις με αέρα) , πίστέυω ότι θα πετύχεις ένα αξιοπρεπές αποτέλεσμα για αρχή.

[Seafalco]

Μπράβο φίλε για την προσπάθεια και τον κόπο σου!

Μ' αρέσει να βλέπω κόσμο που ''ψάχνεται'', και πειραματίζεται.

Όσον αφορά τις ψυκτρες γενικά, εγώ είχα πάντα την απορία περί τυφλών σημείων όπως λές.

Σε πολλές ψύκτρες οι fans δέν καλυπτουν τις γωνίες των fins επαρκώς, και θα ήταν αρκετα ενδιαφέρον άν έφτιαχνες ένα τουνελ (απο χαρτόνι πχ.) ώστε να καλύψεις όλη την διάταξη, και να μετρήσεις διαφορές στην απόδοση. Μία καλα σφραγισμένη push-pull διάταξη δηλ.

Να τολμήσω να προτείνω και μια πατεντουλα που μου ήρθε, για να δοκιμάσεις να κατευθύνεις τον αέρα όπως θέλεις ανάμεσα στα fins?

Μπορείς να μετρήσεις το κενο μεταξύ των fins και να κόψεις σε λεπτές λωρίδες, χαρτόνι ή πλαστικο ίσου πάχους.

Άν σφηνώσεις το χαρτόνι σε επιλεγμένες θεσεις αναμεσα στα fins με την φορά που θές (λοξά προς την περιοχή που θέλεις να φορτίσεις με αέρα) , πίστέυω ότι θα πετύχεις ένα αξιοπρεπές αποτέλεσμα για αρχή.

Κατ' αρχήν, φίλε Λάκη σ' ευχαριστώ.

Το πόση θα είναι η ροή του αέρα στις γωνίες των ψυκτρών (αυτό που είναι έξω από το κύκλο του ανεμιστήρα), εξαρτάται από δύο -τουλάχιστον - παράγοντες:

Α. Ο αέρας από την έξοδο του ανεμιστήρα δεν φεύγει αξονικά, αλλά ακολουθεί μια πιο σύνθετη διαδρομή, που ορίζεται από το γεγονός ότι ο αέρας μέσα στον ανεμιστήρα επιταχύνεται τόσο "γραμμικά" (προς την έξοδό του) , όσο και περιστροφικά, ακολουθώντας την φορά περιστροφής των πτερυγίων του ανεμιστήρα.

Αποτέλεσμα αυτών είναι ο αέρα να βγαίνει από τον ανεμιστήρα υπό μορφήν μια δίνης, της οποίας η διάμετρος αυξάνει αρκετά γρήγορα, (κάτι σαν ένας περιστρεφόμενος κώνος).

Β. Τα πτερύγια της ψύκτρας έχουν έναν σταθερό προσανατολισμό, ο οποίος κατα κανόνα δεν λαμβάνει υπόψιν του το προηγούμενο ζήτημα.

Συνεπώς σε άλλα σημεία η προβολή της φοράς του αέρα στο επίπεδο που ορίζεται από την επιφάνεια είσόδου της ψύκτρας, είναι σχεδόν "παράλληλη" με τα ανόιγματα των πτερυγίων, οπότε αρκετός αέρας μπαίνει ανεμπόδιστα στην ψύκτρα, και σε άλλα σημεία, η προβολή της φοράς του αέρα είναι κάθετη

προς τα ανοίγματα των πτερυγίων , οπότε μπαίνει λιγότερος αέρας μέσα σε αυτά.

Αυτό μπορείς να το διαπιστώσεις, και από τον πίνακα τιμών.

Η άνω αριστερή γωνία και η κάτω δεξιά , έχουν πολύ λιγότερο αέρα από την άνω δεξιά και την κάτω αριστερή.

Βεβαίως υπάρχει κάποια διαφορά ανάμεσα στις τιμές που παρατηρούνται, π.χ. ανάμεσα στην κάτω αριστερή γωνία και την πάνω δεξιά, γιατίο ανεμιστήρας δεν είναι τοποθετημένος στο γεωμετρικό κέντρο της ψύκτρας, οπότε η πάνω δεξιά γωνία πλεονεκτεί.

Το πρόβλημα υπάρχει κυρίως στο κέντρο του ανεμιστήρα, πίσω από τον κινητήρα του (τυφλό σημείο), και φυσικά αυτό είναι γνωστό στους κατασκευαστές , οι οποίοι προσπαθούν να περιορίσουν τις διαστάσεις του κινητήρα, μάλιστα κάπου είδα (δεν μπορώ να θυμηθώ) για κάποιον κατασκευαστή, ο οποίος έχει μεταφέρει τα τυλίγματα του κινητήρα στην περιφέρεια του ανεμιστήρα(!!). και στο κέντρο αυτού , υπέρχει μόνο ο άξονας στήριξης των πτερυγίων.

Πολύ καλή ιδέα, και προσπαθω να την ξαναβρώ , αλλά ακόμα τίποτα!

Για το τούνελ με το χαρτί, χρειάζεται κάλυψη μόνο η β' ψύκτρα, και όχο η α' , γιατί από αυτήν μπαίνει αέρας ακόμα και από τα εκτεθειμένα πλευρά της, οπότε αν τα καλύψεις θα μειώσεις τον αέρα που μπαίνει στο σύστημα της ψύκτρας και θα έχεις χειρότερη ψύξη.

Η πατέντα που προτείνεις, μπορεί να δώσει καλά αποτελέσματα , αλλά θα π[ρέπει να είσαι σίγουρος ότι πίσω από κάθε κατευθυντήριο ελασματάκι, δεν θα σχηματίζεται περιοχή υποπίεσης, γιατί τότε θα έχεις μικροστροβιλισμούς, που θα μειώσους την ικανότητα ψύξης.

Ίσως είναι καλίτερα να αφήσεις τον αέρα να πάει -συμπιεζόμενος από τα εξωτερικά διαφράγματα- όπου "εκείνος θέλει", επιτυγχάνοντας έτσι μια πιο στρωτή ροή.

Όπως και να έχει δεν χάνω τίποτα να το δοκιμάσω.

Νομίζω ότι τα καλίτερα δυνατά αποτελέσματα μπορεί να έρθουν , μόνο αν έχεις πριν την ψύκτρα μια τελείως στρωτή ροή (Laminar flow, nematic flow).

Σχετικά δες κάποια βιντεάκια που έχω ανεβάσει στο youtube:

[ame=http://www.youtube.com/watch?v=fXv3gQap2EI]YouTube - PC Case Fan - Vortex airflow_01[/ame][ame=http://www.youtube.com/watch?v=2qRhDsn11Ok]YouTube - PC Case Fan - Nematic airflow_1[/ame]Και γενικότερα μπορείς να δείς :

http://www.thegreekz.com/forum/showthread.php?p=14542484#post14542484

Είναι μια κατασκευή που κάνω πάνω στο κουτί του νέου μου PC, όπου αναφέρονται αρκετά περί της κυκλοφορίας του αέρα.

Να είσαι καλά να τα λέμε, και ..-ώρα που είναι-...καλή χώνευση!

[jaxx]

μπραβο σου ρε μαστορα, χαρα στο κουραγιο σου και το μαστοριλικι σου

[Seafalco]

μπραβο σου ρε μαστορα, χαρα στο κουραγιο σου και το μαστοριλικι σου

Φίλε jaxx να είσαι καλά!

Ετοιμάζω και κάτι ακόμη, αλλά τα .........."Νέα μέτρα" μου έκατσαν βαρειά, και πρέπει να συνεφέρω λίγο!:rant:

[Seafalco]

Καλησπέρα σε όλους τους φίλους.

Έχω καιρό να ανεβάσω κάτι σ' αυτό το thread, αλλά συντρέχουν λόγοι ανωτέρας βίας.

Ζητώ λοιπόν την κατανόηση σας, και με την ευκαιρία της "αδράνειας" αυτής θα ήθελα να ρωτήσω αν κάποιος από τους φίλους έχει εγκαταστημένη την ψύκτρα αυτή;

Αν ναι, και ε΄χει τον χρόνο , θα τον παρακαλούσα να κάνει την "τροποποίηση" της "χαρτοταινίας" και να μας πεί αποτελέσματα θερμοκρασιών.

Ευχαριστώ εκ των προτέρων.

Μαύρος