Содержание
- 2. Анализ систем воздушного охлаждения Работа систем воздушного охлаждения основана на эффекте охлаждения устройств находящихся в воздушном
- 3. Модель корпуса ATX В геометрическую модель включим стенки корпуса и основные располагающиеся внутри крупногабаритные детали. В
- 5. Пусть скорости воздушных потоков на вентиляторах одинаковы по величине во всех случаях, а направление потока воздуха,
- 6. Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув. вдув/выдув, линии тока, вид сбоку вдув/вдув, линии
- 7. Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув. вдув/выдув, линии тока вдув/вдув, линии тока
- 8. Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (распределения температур). вдув/выдув, температуры вид сбоку вдув/вдув,
- 9. Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (вывод). Каждый из вариантов имеет свои преимущества
- 10. Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув вдув/ноль, линии тока Одна из наиболее удачных
- 11. Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув. ноль/вдув, линии тока Поток воздуха, поступающий через
- 12. Краткая характеристика результатов для случая обратного тока Так же, как и в предыдущем случае, основной поток
- 13. Охлаждение корпусов BTX Intel представила дизайн материнских плат нового поколения BTX (Balanced Technology Extended). По словам
- 14. Вентилятор (Cooler) Как уже было отмечено, современные процессоры испытывают нужду в охлаждающих устройствах с как можно
- 15. На сегодня в процессорных кулерах находят применение в основном осевые (аксиальные) вентиляторы, формирующие воздушный поток в
- 16. Характеристики вентилятора: производительность (технический термин — «расход») — величина, показывающая объемную скорость воздушного потока. Выражается она
- 17. Строение и особенности функционирования вентиляторов Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно- или двухфазовых вентильных двигателях.
- 18. Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный вариант основывается на использовании
- 19. Как уже было отмечено, вал ротора (крыльчатки) может быть закреплен в корпусе вентилятора тремя способами: подшипником
- 20. Первый недостаток. Так как между внутренней поверхностью подшипника и валом имеется небольшой зазор, в процессе вращения
- 21. Обратимся к «комбинированной» конструкции — симбиозу подшипника скольжения и подшипника качения.
- 22. Нельзя сказать, что такой «комбо-драйв» решает все проблемы, тем не менее, положительные сдвиги тут все-таки есть.
- 23. Вентилятор на двух подшипниках качения.
- 24. Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения — это высокая надежность и долговечность вентиляторов на их
- 25. Реализация систем воздушного охлаждения CPU Для Socket A
- 26. Реализация систем воздушного охлаждения CPU Для Socket 478
- 28. Скачать презентацию
Слайд 2Анализ систем воздушного охлаждения
Работа систем воздушного охлаждения основана на эффекте охлаждения устройств
Анализ систем воздушного охлаждения
Работа систем воздушного охлаждения основана на эффекте охлаждения устройств
![Анализ систем воздушного охлаждения Работа систем воздушного охлаждения основана на эффекте охлаждения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-1.jpg)
Для увеличения площади поверхности устройства используют металлические радиаторы специальной формы, которые крепятся к охлаждаемым деталям посредством термоинтерфейсов
Воздушный поток, охлаждающий устройства, создается вентиляторами (cooler, кулер).
Самый простой, самый доступный и, в большинстве случаев, достаточный способ охлаждения компонентов, безусловно – самый "комплексный". Воздухом охлаждается все. Причем производители железа заинтересованы удержать тепловые пакеты своих продуктов и всего компьютера, как системы, в пределах этой категории. Оно и понятно – это позволяет удешевить конечный продукт и сделать его более доступным.
Допускает небольшой разгон, аккуратно укладывающийся в новые концепции производителей мат. плат (динамический оверклокинг
При анализе таких систем главное – убедиться в отсутствии вихрей, в том, что горячий воздух быстро покидает корпус, а для поступления холодного не создается никаких препятствий.
Для анализа прохождения потоков воздуха через корпус стандарта ATX можно построить геометрическую модель этого корпуса и проанализировать при помощи компьютерных программ.
Слайд 3Модель корпуса ATX
В геометрическую модель включим стенки корпуса и основные располагающиеся внутри
Модель корпуса ATX
В геометрическую модель включим стенки корпуса и основные располагающиеся внутри
![Модель корпуса ATX В геометрическую модель включим стенки корпуса и основные располагающиеся](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-2.jpg)
В рассмотрение включим следующие элементы, ограничивающие распространение воздушного потока:
стенки корпуса (Walls)
накопитель на жестких магнитных дисках (HDD)
два устройства чтения/записи компакт дисков (CDROM)
дисковод для гибких дискет (Floppy Drive)
видеокарта (Video)
микросхема памяти (Memory)
стенки блока питания (Power)
В рассмотрение включим следующие элементы для задания температурных нагрузок:
центральный процессор с радиатором (СPU)
графический процессор с радиатором (GPU)
накопитель на жестких магнитных дисках (HDD)
микросхемы памяти (Memory)
В рассмотрение включим следующие элементы, определяющие скорость воздушного потока:
вентилятор процессора (CPUFan)
вентилятор блока питания (PowerFan)
вентилятор на передней стенке корпуса (SysFanFront)
вентилятор на задней стенке корпуса (SysFanBack)
Слайд 5 Пусть скорости воздушных потоков на вентиляторах одинаковы по величине во всех случаях,
Пусть скорости воздушных потоков на вентиляторах одинаковы по величине во всех случаях,
![Пусть скорости воздушных потоков на вентиляторах одинаковы по величине во всех случаях,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-4.jpg)
вдув/ноль – передний вентилятор работает на вдув, задний отсутствует, вентилятор блока питания работает на выдув
вдув/выдув – передний вентилятор работает на вдув, задний и вентилятор блока питания работает на выдув
вдув/вдув – передний и задний вентиляторы работают на вдув, вентилятор блока питания работает на выдув
ноль/вдув – передний вентилятор отсутствует, задний вентилятор работает на вдув, вентилятор блока питания на выдув
обратный ток – передний вентилятор работает на выдув, задний и вентилятор блока питания работают на вдув
Начальную скорость потока воздуха, создаваемого вентиляторами, можно определить, исходя из их паспортных данных. Для всех вентиляторов известными являются объем пропускаемого воздуха за единицу времени и площадь сечения. При взаимодействии потока воздуха с препятствиями произвольной конфигурации, каковыми можно считать установленные внутри системного блока детали, логично ожидать возникновения турбулентных течений. Учтем это при рассчете потоков в данной модели
Слайд 6Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув.
вдув/выдув, линии тока, вид
Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув.
вдув/выдув, линии тока, вид
![Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув. вдув/выдув, линии тока,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-5.jpg)
вдув/вдув, линии тока, вид сбоку
Слайд 7Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув.
вдув/выдув, линии тока
вдув/вдув, линии
Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув.
вдув/выдув, линии тока
вдув/вдув, линии
![Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув. вдув/выдув, линии тока вдув/вдув, линии тока](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-6.jpg)
Слайд 8Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (распределения температур).
вдув/выдув, температуры
Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (распределения температур).
вдув/выдув, температуры
![Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (распределения температур). вдув/выдув,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-7.jpg)
вдув/вдув, температуры, вид сбоку
вдув/выдув, температуры,
сечение через CPU
вдув/вдув, температуры,
сечение через CPU
Слайд 9Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (вывод).
Каждый из вариантов
Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (вывод).
Каждый из вариантов
![Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/выдув и вдув/вдув (вывод). Каждый из](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-8.jpg)
Слайд 10Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув
вдув/ноль, линии тока
Одна из
Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув
вдув/ноль, линии тока
Одна из
![Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув вдув/ноль, линии тока](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-9.jpg)
Слайд 11Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув.
ноль/вдув, линии тока
Поток воздуха,
Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув.
ноль/вдув, линии тока
Поток воздуха,
![Сравнительный анализ систем охлаждения, работающих на вдув/ноль и ноль/вдув. ноль/вдув, линии тока](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-10.jpg)
Слайд 12Краткая характеристика результатов для случая обратного тока
Так же, как и в предыдущем
Краткая характеристика результатов для случая обратного тока
Так же, как и в предыдущем
![Краткая характеристика результатов для случая обратного тока Так же, как и в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-11.jpg)
Слайд 13Охлаждение корпусов BTX
Intel представила дизайн материнских плат нового поколения BTX (Balanced Technology
Охлаждение корпусов BTX
Intel представила дизайн материнских плат нового поколения BTX (Balanced Technology
![Охлаждение корпусов BTX Intel представила дизайн материнских плат нового поколения BTX (Balanced](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-12.jpg)
Слайд 14Вентилятор (Cooler)
Как уже было отмечено, современные процессоры испытывают нужду в охлаждающих устройствах
Вентилятор (Cooler)
Как уже было отмечено, современные процессоры испытывают нужду в охлаждающих устройствах
![Вентилятор (Cooler) Как уже было отмечено, современные процессоры испытывают нужду в охлаждающих](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-13.jpg)
Слайд 15На сегодня в процессорных кулерах находят применение в основном осевые (аксиальные) вентиляторы,
На сегодня в процессорных кулерах находят применение в основном осевые (аксиальные) вентиляторы,
![На сегодня в процессорных кулерах находят применение в основном осевые (аксиальные) вентиляторы,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-14.jpg)
«Ходовая» часть вентилятора может быть построена на подшипнике скольжения (sleeve bearing, наиболее дешевая и недолговечная конструкция), на комбинированном подшипнике — один подшипник скольжения плюс один подшипник качения (one sleeve -one ball bearing, наиболее распространенная конструкция), и на двух подшипниках качения (two ball bearings, самая дорогая, но в то же время очень надежная и долговечная конструкция). Ну, а электрическая часть вентилятора повсеместно представляет собой миниатюрный электродвигатель постоянного тока.
Слайд 16Характеристики вентилятора:
производительность (технический термин — «расход») — величина, показывающая объемную скорость воздушного
Характеристики вентилятора:
производительность (технический термин — «расход») — величина, показывающая объемную скорость воздушного
![Характеристики вентилятора: производительность (технический термин — «расход») — величина, показывающая объемную скорость](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-15.jpg)
скорость вращения крыльчатки (в отечественной практике выражается в об/мин, американская единица измерения — rotations per minute, RPM). Чем быстрее вращается крыльчатка, тем выше становится производительность вентилятора. Типичные значения скорости — от 1500 до 7000 об/мин.
типоразмер. Как правило, чем больше габариты вентилятора, тем выше его производительность. Наиболее распространенные типоразмеры — 60х60х15 мм, 60х60х20 мм, 60х60х25 мм, 70х70х15 мм, 80х80х25 мм.
Наиболее существенными из эксплуатационных параметров являются уровень шума и срок службы вентилятора.
уровень шума вентилятора выражается в децибелах и показывает, насколько громким он будет в субъективном восприятии. Значения уровня шума вентиляторов лежат в диапазоне от 20 до 50 дБА. Человеком воспринимаются в качестве тихих только те вентиляторы, уровень шума которых не превышает 30-35 дБА.
срок службы вентилятора выражается в тысячах часов и является объективным показателем его надежности и долговечности. На практике срок службы вентиляторов на подшипниках скольжения не превышает 10-15 тыс. часов, а на подшипниках качения — 40-50 тыс.
Слайд 17Строение и особенности функционирования вентиляторов
Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно- или
Строение и особенности функционирования вентиляторов
Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно- или
![Строение и особенности функционирования вентиляторов Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно-](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-16.jpg)
Слайд 18 Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный
Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный
![Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-17.jpg)
индуктора, позволяя последнему индуцировать вращающееся магнитное поле в пространстве статор-ротор и привести в движение ротор. Наряду с простыми схемами, в некоторых вентиляторах могут применяться гораздо более сложные и многофункциональные микросхемы-драйверы, имеющие на борту тахометрический контроль, цепи защиты питающей сети и детектирования стопора крыльчатки (яркий пример — микросхема Sanyo LB1663).
Слайд 19 Как уже было отмечено, вал ротора (крыльчатки) может быть закреплен в
Как уже было отмечено, вал ротора (крыльчатки) может быть закреплен в
![Как уже было отмечено, вал ротора (крыльчатки) может быть закреплен в корпусе](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-18.jpg)
Начнем с подшипника скольжения. Подшипник скольжения представляет собой примитивную бронзовую втулку, стальной вал ротора закрепляется в подшипнике с помощью пластикового стопорного кольца, дополнительно к этому втулка закупоривается двумя резиновыми прокладками (сальниками), одетыми на вал с каждого ее торца (сальники служат в качестве препятствия вытеканию смазки из зазора вал-подшипник).
Слайд 20Первый недостаток. Так как между внутренней поверхностью подшипника и валом имеется небольшой
Первый недостаток. Так как между внутренней поверхностью подшипника и валом имеется небольшой
![Первый недостаток. Так как между внутренней поверхностью подшипника и валом имеется небольшой](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-19.jpg)
Второй недостаток. Смазка в зазоре вал-подшипник имеет вредную привычку вытекать (несмотря на сальники и прочие предосторожности) из этого самого зазора. Как результат, трущаяся пара вал-подшипник начинает взаимодействовать «насухо», падает скорость вращения крыльчатки и существенно возрастает уровень шума.
Третий недостаток. Для предотвращения эллипсности подшипника и увеличения срока службы вентилятора зазор вал-подшипник стараются сократить. Однако при недостаточной (или некачественной) смазке внутри подшипника старт двигателя затрудняется, что приводит к росту потребления тока и увеличению рассеиваемой мощности (в запущенных случаях — к стопору крыльчатки и выходу вентилятора из строя). В конечном итоге, срок службы вентилятора никак не увеличивается, а наоборот, только сокращается.
Четвертый недостаток. Вентиляторы на подшипниках скольжения не способны надежно функционировать в условиях высокой температуры окружающей среды. Уже при температурах выше 50-60°C срок службы таких вентиляторов резко сокращается, и на практике не превышает 5 тыс. часов.
Слайд 21 Обратимся к «комбинированной» конструкции — симбиозу подшипника скольжения и подшипника качения.
Обратимся к «комбинированной» конструкции — симбиозу подшипника скольжения и подшипника качения.
![Обратимся к «комбинированной» конструкции — симбиозу подшипника скольжения и подшипника качения.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-20.jpg)
Слайд 22Нельзя сказать, что такой «комбо-драйв» решает все проблемы, тем не менее, положительные
Нельзя сказать, что такой «комбо-драйв» решает все проблемы, тем не менее, положительные
![Нельзя сказать, что такой «комбо-драйв» решает все проблемы, тем не менее, положительные](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-21.jpg)
Во-первых, подшипник скольжения в такой конструкции играет лишь вспомогательную роль (выступает в качестве своеобразного шунта). Основная нагрузка ложится здесь уже на плечи шарикового подшипника. И так как трение качения меньше трения скольжения, старт двигателя облегчается, рассеваемая вентилятором мощность уменьшается.
Во-вторых, комбинированная конструкция менее восприимчива к весовому дисбалансу крыльчатки. Биения вала в значительной мере гасятся подшипником качения, и вероятность возникновения эллипсности втулки или ее механического разрушения сведена к минимуму (конечно, это имеет место только при условии соблюдения строгих технических норм на производстве и тщательном контроле качества готовых изделий).
В третьих, «комбинированные» вентиляторы могут более или менее нормально функционировать даже в сложных эксплуатационных условиях (при высоких температурах окружающей среды и повышенной влажности воздуха).
Однако по-прежнему остается нерешенной принципиальная проблема утечки масла из зазора между валом и втулкой, которая может обернуться падением оборотов крыльчатки и повышением уровня шума, производимого вентилятором. В последнее время эту неприятность пытаются замять путем использования вязких или даже консистентных смазок. Но в некоторых изделиях это только усугубляет ситуацию: смазка все равно вытесняется из зазора, или, что еще хуже, загустевает с образованием твердых микрочастиц. В самых запущенных случаях вал просто заклинивает, и вентилятор выходит из строя.
Слайд 23Вентилятор на двух подшипниках качения.
Вентилятор на двух подшипниках качения.
![Вентилятор на двух подшипниках качения.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-22.jpg)
Слайд 24Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения — это высокая надежность и
Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения — это высокая надежность и
![Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения — это высокая надежность и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-23.jpg)
Второе главное преимущество — вентилятор на двух подшипниках качения представляет собой отлично сбалансированную конструкцию. Спиральная пружина, устанавливаемая на валу между первым подшипником и крыльчаткой, в значительной мере нейтрализует возможный дисбаланс ротора, а остаточные биения вала взаимно компенсируют два подшипника качения. Как результат, вентилятор стабильно функционирует практически в любом положении относительно вектора силы тяжести.
Наконец, третье главное преимущество — вентиляторы на двух подшипниках качения способны надежно и долговременно функционировать в условиях очень высоких температур окружающей среды (вплоть до 70-90°C)
Единственный серьезный недостаток таких вентиляторов — это их высокая стоимость. Но справедливости ради следует отметить, что в технологическом отношении высококачественные миниатюрные подшипники качения являются очень сложными и трудоемкими изделиями (стоимость одного высокоточного подшипника качения может достигать 3-5 долларов и даже выше, в то время как стоимость миниатюрного подшипника скольжения обычно не превышает 10 центов).
Слайд 25Реализация систем воздушного охлаждения CPU
Для Socket A
Реализация систем воздушного охлаждения CPU
Для Socket A
![Реализация систем воздушного охлаждения CPU Для Socket A](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-24.jpg)
Слайд 26Реализация систем воздушного охлаждения CPU
Для Socket 478
Реализация систем воздушного охлаждения CPU
Для Socket 478
![Реализация систем воздушного охлаждения CPU Для Socket 478](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/343784/slide-25.jpg)