Эффективность тепловых трубок, погруженных в жидкость

[Shaj]

Эффективность тепловых трубок, погруженных в жидкость

Прошу помочь в решении одного теоретического вопроса.
Для начала объясню, откуда выплывает проблема. Я сделал комп, охлаждаемый маслом, с полным погружением всех элементов.
http://www.casemods.ru/fotokonkurs/foto558/
У меня на процессоре стоит алюминиевый радиатор и прекрасно справляется с работой.
Теперь вопрос: если этот радиатор заменить на кулер с тепловыми трубками, то какова будет эффективность работы тепловых трубок если они от самой подошвы и до теплообменника погружены в жидкость с температурой около 40º С? Будут ли они вообще работать?
Вопрос этот задаю не в применении к уже сделанному проекту, а к разрабатываемой мною сейчас новой конструкции для "утопления" моего основного компьютера.
Иначе говоря, вопрос в следующем: что эффективнее при погружном охлаждении,- алюминиевый радиатор или радиатор на тепловых трубках?
Заранее благодарен!

 

[Long Cat]

Я как раз недавно размышлял над такой идеей .
Выводы сделал такие:
Предназначение теплообменника-передача тепла от горячего CPU в окружающую среду.
Важным параметром теплопередачи является поток тепла: количество теплоты, протекающее в единицу времени через единицу площади поверхности.
Поток тепла зависит от величины площади поверхности обмена и от разницы температур. (Чем оба параметра больше, тем больше поток тепла).
Площадь поверхности трубки - произведение 3.14*R*R*L (R-радиус, L-длина).
для трубки длиной 10 см, диаметром 7мм: 3.14*0.49*10 примерно 16 квадратных сантиметров - у радиатора в разы больше.
Вывод: трубки хороши, когда нужно быстро убрать тепло куда-нибудь, и там его рассеять, но для рассеяния нужен хороший, большой радиатор.

 

[Shaj]

Вывод: трубки хороши, когда нужно быстро убрать тепло куда-нибудь, и там его рассеять, но для рассеяния нужен хороший, большой радиатор.

Я, видимо, не очень хорошо объяснился. Мне ясен принцип работы тепловых трубок при большой разнице температур на башмаке и радиаторе. Вопрос в том, изменится ли КПД тепловых тубок со снижением этой разницы температур, да еще и в значительно более теплоемкой окружающей среде (имеется в виду теплоотдача по длине самой трубки)? И соответственно- не будет ли в этих условиях выше КПД массивного алюминиевого радиатора?

 

[Long Cat]

КПД трубок тем выше, чем выше разница температур.
Трубка тепло переносит хорошо, а рассеивает плохо (площадь маленькая).
С другой стороны, радиатор тепло проводит не так быстро, зато рассеивает хорошо.
В данной задаче от трубок толку будет мало, так как требуется именно рассеять тепло.

 

[Shaj]

В данной задаче от трубок толку будет мало, так как требуется именно рассеять тепло.

Спасибо! Мое мнение с твоим совпадает.

 

[СтеклышеК]

Вот только масло быстрее нагревается, и температура постепенно во всём слое масла становится одинаковой. Вот интересно, вообще будет ли эффект от тепловых трубок? Если например передавать тепло на какой-нибудь радиатор от процессора, возможно конечно и вынесенный над уровнем масла

 

[Long Cat]

Трубка быстро разогреется, но это не означает, что она быстро отдаст тепло маслу, так как площадь контакта трубки с маслом в разы меньше площади контакта масла с радиатором.
Разумеется, при перекачке тепла по трубкам на радиатор охлаждение будет эффективным.
Охлаждают не трубки, охлаждает радиатор.

 

[СтеклышеК]

Т.е. Long Cat ты говоришь о том, что теплообмен замедлится? Так-то интересная тема получится, медленнее разогреется масло, следовательно эффективность будет неплохая, если считать, что они только переносят тепло.

 

[Weles]

А что если одну из стенок аквариума например заднюю(чтобы скрыть), или бококову(чтоб наоборот выделить), сделать из рифлёного аллюминия , и ещо можно к получившемуся радиатору теплотрубки от проца подвести.

 

[СтеклышеК]

А что если одну из стенок аквариума например заднюю(чтобы скрыть), или бококову(чтоб наоборот выделить), сделать из рифлёного аллюминия , и ещо можно к получившемуся радиатору теплотрубки от проца подвести.

Вот как бы я и хотел сказать, что не полностью аквариум сделать из масла, а с алюминиевыми радиаторами. Вариант со стенкой интересный, но вот только не отлепилась бы она

 

[Long Cat]

Т.е. Long Cat ты говоришь о том, что теплообмен замедлится? Так-то интересная тема получится, медленнее разогреется масло, следовательно эффективность будет неплохая, если считать, что они только переносят тепло.

Теплообмен замедлится, масло не нагреется, все тепло останется у CPU, CPU сгорит.

 

[Shaj]

Вообще у меня мысль была делать принудительный оборот охлаждаемой жидкости, пропуская ее через вынесенный из корпуса радиатор (хочу использовать аллюминиевый радиатор отопления). Пассивное охлаждение тоже возможно. При этом не надо делать АКВАРИУМ с радиаторами побокам. Надо из радиаторов сделать герметичный ящик и залить маслом. Тут вопрос чистой математики: теплоотдача радиаторов и выделяемое компом тепло.
Мой изначальный вопрос был совсем не о том! Я спрашиваю, что будет эффективнее: массивный монолитный аллюминиевый радиатор или радиатор на тепловых трубках при условии, что и первый и второй будут работать полностью погруженными в жидкость?
Боюсь, что у тепловых трубок есть критический минимум перепада температур при котором они перестают работать. А в случае масла разница температур среды, окружающей радиатор, и башмака явно будет ниже, чем в воздушной среде.

 

[Admin]

Я спрашиваю, что будет эффективнее: массивный монолитный аллюминиевый радиатор или радиатор на тепловых трубках при условии, что и первый и второй будут работать полностью погруженными в жидкость?

Мне кажется, что вопрос не совсем корректный... смотря какой аллюминиевый радиатор, и смотря какой радиатор на тепловых трубках. Можно сделать весьма эффективно обе конструкции...

Боюсь, что у тепловых трубок есть критический минимум перепада температур при котором они перестают работать.

Конечно есть. Более того, можно рассчитать и сделать тепловые трубки для любой температуры! Например, для 700 градусов можно использовать алюминий в качестве рабочего тела
Как я понимаю, ты спрашиваешь про ТТ от компьютерных куллеров, а они начинают работать, если не врёт производитель, при 25 градусах. Хотя.. это не очень принципиально в твоей ситуации. Как только теплосъёмник процессора нагреется выше температуры масла, трубка начнёт работать.. я прав?

 

[Shaj]

Как только теплосъёмник процессора нагреется выше температуры масла, трубка начнёт работать.. я прав?

Во- первых, договоримся сразу, что тепловые трубки самые обыкновенные. Не будем ерничать и проявлять эрудицию, говоря о жидких металлах и т.п.
Думаю, что не прав. Например, будет ли работать трубка при температуре процессора в 40 градусов если окружающий воздух имеет 39? Нет. А в моем случае температуры процессора и трубок в месте контакта с теплоотводящим радиатором должны иметь очень небольшую разницу (предусматривается солидный поток охлаждающей жидкости- около 5000 л/час).

 

[Admin]

Я не хотел умничать, я всего лишь хотел помочь... Судя по всему Вы явно лучше меня тему понимаете... В таком случае не трудно набросать гидравлическое уравнение тепловой трубы и вопрос будет исчерпан.

 

[Shaj]

Я не хотел умничать, я всего лишь хотел помочь... Судя по всему Вы явно лучше меня тему понимаете... В таком случае не трудно набросать гидравлическое уравнение тепловой трубы и вопрос будет исчерпан.

К сожалению, понимаю я очень немного. А за ссылку огромное спасибо! Супер полезная статья.

 

[СтеклышеК]

Я спрашиваю, что будет эффективнее: массивный монолитный аллюминиевый радиатор или радиатор на тепловых трубках при условии, что и первый и второй будут работать полностью погруженными в жидкость?

На этот вопрос я и пытался помочь тебе ответить Если брать математику и физику, то надо знать теплоёмкость и теплоотдачу масла + то же самое для алюминия. Можно просто приблизительно рассчитать как тепло от алюминиевых радиаторов разных объёмов будут отдавать тепло маслу и какой будет эффективнее. Как я понимаю ТТ используются только для передачи тепла от процессора к радиатору, т.е. отдавать тепло они будут мало. ну и как сказали, если разница температур будет невысокая то их эффективность будет очень низкая. Можно тогда вынести радиатор над поверхностью масла как я и предполагал или просто оставить один радиатор на процессоре.