Skyte spurver med kanoner?

[Skrue]

Som lovet i en tidligere tråd, har jeg idag gjennomført en litt uhøytidelig test mht. behovet for vanngjennomstrømning (les: kraftig vannpumpe) i et vanlig vannkjølesystem.

"Uhøytydelig" fordi jeg ikke har laboratorieinstrumenter for måling av de aktuelle verdiene, men testen gir jo allikevel en god indikasjon på hva som egentlig skjer når man leker seg med liter pr.time i et normalt kjølesystem.

En avgjørende faktor i en slik test er lufttemperaturen, som jeg forsøkte å holde så konstant som mulig gjennom de tre-fire timene forsøket tok.

 

Resultatet ble faktisk som forventet, i alle fall for meg sjøl. Men kanskje andre blir overrasket?

 

1. Den faktiske vannmengden gjennom systemet ble målt, og viste seg å ligge så lavt som ca. 90ltr/t. Dette overrasket meg litt, ettersom Maxi-Jet´en er kapabel for ca 1000ltr/t, riktignok målt i"fritt fløde".

Årsaken til den lave gjennomstrømningen ligger først og fremst GPU-blokka, som har relativt trange inn- ut-løp (5,5mm), men radiatoren må nok også ta noe av skylden.

CPU- og GPU-blokk var i dette tilfelle seriekoblet.

Etter en time´s idling, viste CPU-temp 35grader, vanntemperatur 26,4grader, lufttemp 19,8grader.

Etter 75 "burn-in´s" i Sisoft Sandra var CPU-temp steget til 38grader, vanntemp 27,8grader, luft 20grader.

Temperaturene stabiliserte seg etter 30-40 "burn-in´s", men jeg valgte å kjøre dobbelt antall for å være sikker.

Ca. tre minutter etter avsluttet test, falt temperaturene ned til utgangspunktet igjen.

 

2. Monterte en restriktor med 3mm(!) hull i trykkslangen fra pumpa, og målte igjen vannmengden. Denne var nå falt til ca. 42ltr/t.

Ovenfor nevnte prosedyre i Sisoft ble gjennomført på samme måte, og voila!!

Temperaturene ble faktisk talt de samme! CPU 39grader, vanntemp 27,9grader.

Etter avsluttet test tok det i dette tilfelle noe lenger tid før CPU-temperaturen falt ned til idle-temp igjen, noe som antagelig skyldes at den lave vannstrømmen ikke helt klarte å tømme "spiralen" i CPU-blokka for luft i testen. Noe som også var synlig gjennom plexidekselet.

 

3. Fjernet restriktor, og monterte CPU- GPU-blokk i paralell. Vannmengden var nå oppe i ca 140ltr/t.

Gjennomførte nok en gang Sisoft-testen, resultatet ble denne gangen: CPU 38grader, vanntemp 27,8grader.

 

Jeg er i allefall ikke i tvil: Digre vannpumper i et slikt system er bortkastet!

Så får de som allikevel mener noe annet holde seg til sitt.

 

I alle tre tilfellene ble CPU kjørt lett overklokket; 1667Mhz. (XP1900).

 

Har screenshot´s, om noen ønsker å ta en titt! :smile:

[SirHartge]

Quote:

On 2002-04-07 18:04, Skrue skrev: Etter avsluttet test tok det i dette tilfelle noe lenger tid før CPU-temperaturen falt ned til idle-temp igjen, noe som antagelig skyldes at den lave vannstrømmen ikke helt klarte å tømme "spiralen" i CPU-blokka for luft i testen. Noe som også var synlig gjennom plexidekselet.

 

interessant test..

 

Men hvorfor tømte du ikke blokka da? hadde vært interessant med ett skikkelig resultat.

[Hondaen]

Skrue`s test viser jo at vannkjøle kretser med de små effektene vi roter med er trege, tar tid å varme opp og tar tid å komme ned i temp. Siden vann har en kap. på 4160ws/grad så faller ikke dette som noen bombe på meg i alle fall, har jo diskutert dette før. Enorme pumper er overkil, noe som skrues forsøk viser, trenger ikke dyre instrumenter for å bevise dette, skrues test gir et helt greit overslag for oss. Synes ikke folk bør etterlyse noe mer "skikkelig", det gir nogenlunde samme resultat men med mer nøyaktige verdier, som vi overhodet ikke har bruk for.

Well done skrue! :smile:

[Napoleon]

Quote:

On 2002-04-07 19:48, Hondaen skrev: Skrue`s test viser jo at vannkjøle kretser med de små effektene vi roter med er trege, tar tid å varme opp og tar tid å komme ned i temp. Siden vann har en kap. på 4160ws/grad så faller ikke dette som noen bombe på meg i alle fall, har jo diskutert dette før. Enorme pumper er overkil, noe som skrues forsøk viser, trenger ikke dyre instrumenter for å bevise dette, skrues test gir et helt greit overslag for oss. Synes ikke folk bør etterlyse noe mer "skikkelig", det gir nogenlunde samme resultat men med mer nøyaktige verdier, som vi overhodet ikke har bruk for. Well done skrue! :smile:

4160ws/grad ?

Hvor mye vann er det snakk om da? 1 liter?

[Hondaen]

Ja, eller 1Kg vann.

[SirHartge]

Quote:

On 2002-04-07 19:48, Hondaen skrev: Synes ikke folk bør etterlyse noe mer "skikkelig", det gir nogenlunde samme resultat men med mer nøyaktige verdier,

 

 

Resultatene og testen var kjempebra den! Men det var den luftbobla, hvorfor ikke bare ta bort den. Virket litt "uferdig", men det er kanskje bare meg:D

[Skrue]

Tusen takk, både til SirHartge og Hondaen! :smile:

Setter stor pris på hyggelige tilbakemeldinger, da har man jo litt igjen for strevet!

Forhåpentligvis var det et lite bidrag til vår "vannkjølingsverden"?

 

Årsaken til at jeg ikke fikk tømt vannblokka i test 2, er spiralfasongen i blokka, i kombinasjon med den lille vannmengden gjennom systemet. Vannet greide ikke i tilstrekkelig grad å dytte lufta foran seg rundt i spiralen, og dermed dannet det seg en luftlomme i blokka.

Hadde jeg kunnet lagt maskinen på siden et øyeblikk, så hadde problemet vært løst.

Men når maskinen legges for mye over på siden, så begynner tilslutt pumpa å suge luft, og da er man jo like langt :sad:

Jeg gjorde flere forsøk, men uten å lykkes.

Nå i etterkant slår det meg at om jeg hadde fylt tanken proppfull, så hadde det sikkert gått bra!

Men av gammel vane lot jeg det også denne gang være igjen fire-fem millimeter med luftlomme øverst i tanken.

Årsaken til dette, er at jeg dermed avsetter plass for ekspansjon i systemet. Men vet nå at dette slett ikke er nødvendig, med de beskjedne temperatursvingninger vi opererer med, og dermed vannet´s utvidelse.

Men gjort er gjort, og spist er spist!

Forskjellene ble jo ikke så store uansett, selv med litt luft i vannblokka!

[ddd-king]

Quote:

On 2002-04-07 20:36, Hondaen skrev: Ja, eller 1Kg vann.

Hondaen mente sikkert 4180J/grad ved 25C...

For å ha noe å sammenligne med så kan du i teorien ha nok energi til å løfte PC-en din som veier 10kg:

W = F*s = 10kg*9,81N/kg * s = 4180J

-> s = 4180J/98,1N

= 42,3 meter rett opp

:grin:

[Hondaen]

Flisespikkeri..

 

E = m * c^2 = Den energien du kan få ut av vann, mer en nok til å sprenge hele trondheim til hel*ette

 

( m207j.studby.ntnu.no er vel ikke deg ? ) :razz:

[ddd-king]

Quote:

On 2002-04-08 07:05, Hondaen skrev: Flisespikkeri.. E = m * c^2 = Den energien du kan få ut av vann, mer en nok til å sprenge hele trondheim til hel*ette ( m207j.studby.ntnu.no er vel ikke deg ? ) :razz:

:lol: :lol: :lol:

en dråpe vann:

r = 2mm

m = 4/3*Pi*r^3 = 4/3*3,14*0,002^3= 3,4*10^(-9)kg

E = mc^2 = 3,4*10^-9*(3*10^8)^2= 305*10^6J

s = W/F = 3,05*10^8J/98,1= 3,11*10^6 meter

 

Hvis jeg husker riktig er avstanden til månen lik 3,14*10^6m. Så dette vil si. Med en dråpe vann, har du nok energi til å løfte PC-en til månen...

 

Hondaen: Med en dråpe vann har jeg nok energi til å sprenge PC-en din til helvete!

 

(Hvorfor gidder jeg å regne på dette? **** jeg har et fritidsproblem . Men da har jeg noe å gjøre før neste Java-forelesning om 2 timer )

 

 

 

[ Denne Melding var redigert av: ddd-king på 2002-04-08 10:34 ]

[hpfaale]

Quote:

On 2002-04-07 18:04, Skrue skrev: ....Resultatet ble faktisk som forventet, i alle fall for meg sjøl. Men kanskje andre blir overrasket?....

 

Skal man bedømme etter antall innlegg på dette forumet som har foreskrevet større pumper som saliggjørende så vil jeg nok tro det er mange som blir overrasket :smile:

 

Du kan laste ned et program fra http://www.pressure-drop.com som ganske greit viser sammenheng mellom trykkfall og gjennomstrømmet vannmengde i et gitt system. Har du pumpekarateristikken for pumpen din så kan du utifra den målte vannmengden se hvor på kurven arbeidspunktet for pumpen din er.

 

At du ikke merker noe særlig forskjell på temperaturene er ikke så veldig overraskende.

 

1 W = 1 kJ/sekund. En prosessor som utvikler 60 W (= 60 kJ/sekund) vil altså i løpet av 60 sekunder utvikle 3600 kJ (=60x60). I samme tidsrom (60 sekunder) pumpes det 1500 gram vann (= 90 l/time) gjennom vannblokken som kjøler prosessoren. Vannets spesifikke varmekapasitet ved 20°C = 4,181 kJ/gram·K så 1500 gram vann vil ved 20°C ha en varmekapasitet på 6271 kJ/K (=4,181x1500).

 

Dette gir en temperaturforskjellen mellom vann inn og vann ut på 0,58 K = 0,58 °C (3600/6266).

 

Dobler du vanngjennomstrømningen til 180 l/timen halverer du temperaturforskjellen til 0,29°C.

 

Halverer du vanngjennomstrømningen til 45 l/timen dobler du temperaturforskjellen til 1,16°C.

 

Det som er positivt ved mer vann pr. tidsenhet er at turbulensen i vannblokken vil øke. Ulempen med det er at vannet vil "oppholde" seg kortere tid i radiatoren og for et gitt system vil også trykket øke med økt fare for lekkasje. Trykket ut fra pumpen kan du sjekke ved å koble på en ekstra slange. Vannhøyden i denne slangen er da vanntrykket som du leser av i mvs (meter-vann-søyle) vha en meterstokk.

 

--

mvh

Hans Petter Faale

 

[ Denne Melding var redigert av: hpfaale på 2002-04-08 18:59 ]

[Anders Leipsland]

Quote:

On 2002-04-07 18:04, Skrue skrev: <snip minitest>

 

Må si jeg er litt overraska. At 3500l/t pumpene har lite for seg har jeg vært klar over, men at l/t betyr så lite var overraskende ja.

 

Takk for bidraget til "vannkjølingsverdenen" da :smile:

[ddd-king]

On 2002-04-08 18:53, hpfaale skrev:

Quote:

On 2002-04-07 18:04, Skrue skrev: Skal man bedømme etter antall innlegg på dette forumet som har foreskrevet større pumper som saliggjørende så vil jeg nok tro det er mange som blir overrasket :smile: Du kan laste ned et program fra http://www.pressure-drop.com som ganske greit viser sammenheng mellom trykkfall og gjennomstrømmet vannmengde i et gitt system. Har du pumpekarateristikken for pumpen din så kan du utifra den målte vannmengden se hvor på kurven arbeidspunktet for pumpen din er. At du ikke merker noe særlig forskjell på temperaturene er ikke så veldig overraskende. 1 W = 1 kJ/sekund. En prosessor som utvikler 60 W (= 60 kJ/sekund) vil altså i løpet av 60 sekunder utvikle 3600 kJ (=60x60). I samme tidsrom (60 sekunder) pumpes det 1500 gram vann (= 90 l/time) gjennom vannblokken som kjøler prosessoren. Vannets spesifikke varmekapasitet ved 20°C = 4,181 kJ/gram·K så 1500 gram vann vil ved 20°C ha en varmekapasitet på 6271 kJ/K (=4,181x1500). Dette gir en temperaturforskjellen mellom vann inn og vann ut på 0,58 K = 0,58 °C (3600/6266). Dobler du vanngjennomstrømningen til 180 l/timen halverer du temperaturforskjellen til 0,29°C. Halverer du vanngjennomstrømningen til 45 l/timen dobler du temperaturforskjellen til 1,16°C. Det som er positivt ved mer vann pr. tidsenhet er at turbulensen i vannblokken vil øke. Ulempen med det er at vannet vil "oppholde" seg kortere tid i radiatoren og for et gitt system vil også trykket øke med økt fare for lekkasje. Trykket ut fra pumpen kan du sjekke ved å koble på en ekstra slange. Vannhøyden i denne slangen er da vanntrykket som du leser av i mvs (meter-vann-søyle) vha en meterstokk. <font class=editedby>[ Denne Melding var redigert av: hpfaale på 2002-04-08 18:54 ]</font>

 

Må si at jeg er impornet over teorien din. Men må rette på en ting varmekapasiteten til vann er: 4,18KJ/kg*K ved 25C

 

Jeg kom på en teori:

la oss si at blokken: http://www.stud.ntnu.no/~dangdung/CPU_blokk.GIF har et rundt spor med radius = 0,5cm og veien er ca. 12cm

Volumet av dette er da 0,05^2*Pi*1,2 = 0,00942l

P = W/t

W = P*t = 60W*t = 60J/s*t

pumpen:

90l/t --> 90/3600 = 0,025l/s = 25ml

volumet av 1cm rør = 0,00942l/12 = 0,785ml

hastighet gjennom blokken:

v = (25ml/s)/0,785ml = 31,8mm/s = 0,032m/s

Dette resultatet ser sikkert bra ut for rørleggere. dette bråker ikke...

tiden vannet er inne i blokken er:

t=0,12m/(0,032m/s)= 3,768sek

 

K = P*t/(V*Cm)= 60W * 3,768s/ (0,00942l*4180J)= 5,75K

Dette vil si at vannet stiger med 5,75 grader etter å ha vært innom CPU-blokken...

Dette stemmer jo ganske bra med hensyn på temp før load og etter load.

 

Radiatoren har en viktig oppgave å kjøle ned vannet før det kommer tilbake til blokken.

 

Tankegangen til hpfaale er riktig men han regnet litt feil.

(60W = 60J/s)

[dale]

Dette hører kanskje ikke inn i denne posten men jeg sier det allikavell.

 

Jeg skjønner ikke at man kan si at "da er vannet inni radiatoren i ett mindre tidsrom"... For det er alltid vann i radiatoren... Uansett hvor fort vannet beveger seg vil det være den samme kjøle effekten, hvis ikke det blir varmere av trege hastighet, for da blir vannet varmere enn med en "rask strøm" av vann i CPU'en...

 

Dette er bare en terori, jeg kan ikke så mye om vannkjøling :smile:

 

Men har jeg rett?

[ddd-king]

Quote:

On 2002-04-08 20:31, dale skrev: Dette hører kanskje ikke inn i denne posten men jeg sier det allikavell. Jeg skjønner ikke at man kan si at "da er vannet inni radiatoren i ett mindre tidsrom"... For det er alltid vann i radiatoren... Uansett hvor fort vannet beveger seg vil det være den samme kjøle effekten, hvis ikke det blir varmere av trege hastighet, for da blir vannet varmere enn med en "rask strøm" av vann i CPU'en... Dette er bare en terori, jeg kan ikke så mye om vannkjøling :smile: Men har jeg rett?

 

Vannet blir bare avkjølt dersom det er inne i radiatoren. Hvis du slipper en ball inne i radiatoren så vil du se at den beveger seg fram inne i radiatoren. dette er bare et bildeskapning på min side for å illustrere poenget...

[dale]

Poenget mitt er jo at det er vann i radiatoren konstant...

[ddd-king]

Quote:

On 2002-04-08 22:07, dale skrev: Poenget mitt er jo at det er vann i radiatoren konstant...

Men vann inn har ikke samme temp som vann ut. Ellers er prinsippet helt galt...you see?

[thomasr]

Jaggu, der lærte jeg noe av onkel Skrue i dag også da :smile: (selv om han egentlig har lært oss det før da :smile:

[Skrue]

Jeg blir nesten ærbødig her, over kunnskapene deres hpfaale og ddd-king! Ei heller skal Hondaen være glemt!

Dere legger på bordet formler og viten som mer eller mindre svimeslår meg, som såvidt fikk karra med meg "rasken" før det bar ut i arbeidslivet.

 

Og bra er jo det, for en som ganske fort vil bli sittende fast i såpass (for meg) intrikate regnestykker! Det kan jo alltid´s være greit å ha noen å spørre :smile:

 

Fikk forresten en ganske interessant link via mail i dag, som tester forskjellige radiatordesign og disse´s fordeler / ulemper. Den var ny for meg i allefall.

Interessant lesning!

http://www.overclockers.com/articles481/

[hpfaale]

Quote:

On 2002-04-08 20:21, ddd-king skrev: Må si at jeg er impornet over teorien din. Men må rette på en ting varmekapasiteten til vann er: 4,18KJ/kg*K ved 25C....Tankegangen til hpfaale er riktig men han regnet litt feil. (60W = 60J/s)

 

Jeg skrev visst gjennomgående kJ istedenfor J. Jeg har fjernet dem (k-ene foran J) så da ser det slik ut:

 

1 W = 1 J/sekund. En prosessor som utvikler 60 W (= 60 J/sekund) vil altså i løpet av 60 sekunder utvikle 3600 J (=60x60). I samme tidsrom (60 sekunder) pumpes det 1500 gram vann (= 90 l/time) gjennom vannblokken som kjøler prosessoren. Vannets spesifikke varmekapasitet ved 20°C = 4,181 J/gram·K så 1500 gram vann vil ved 20°C ha en varmekapasitet på 6271 J/K (=4,181x1500).

 

Svarene blir så langt jeg kan se det samme, dvs. en temp.forskjell på 0,58°C (eller 0,574°C for å være helt nøyaktig).

 

Et annet eksempel:

 

1 W = 1 J/sekund. En stekeplate som utvikler 1000 W (= 1000 J/sekund) vil altså i løpet av 60 sekunder utvikle 60000 J (=1000x60). På stekeplaten står det en kjele med 1000 gram vann. Vannets spesifikke varmekapasitet ved 20°C = 4,181 J/gram·K så 1000 gram vann vil ved 20°C ha en varmekapasitet på 4181 J/K

 

I løpet av de 60 sekundene vil altså vannet bli oppvarmet 60000/4181=14,35 °C altså fra 20°C til 34,35°C. Stemmer ikke dette sånn noenlunde med praksis, dvs. når du koker opp kaffevann elns?

 

 

 

--

mvh

Hans Petter Faale