Оглавление

• Вступление
• Приборы
• Методики испытаний
• Список испытуемых вентиляторов
• Тестирование при различном значении rpm
• Тестирование при номинальном значении rpm
• Тест на разогрев процессора
• Тест в конфигурации
• Итоги

Вступление

В интернете не так уж много тестов вентиляторов. Да и те, что есть, особого доверия не внушают. Ведь как только испытания не проводили: в корпусе, на открытом стенде без приборов, в тайных и неразглашаемых условиях и даже в бутылке. Вот и получалась у каждого тестера своя версия и свои "попугаи", а не корректные и общепринятые параметры и характеристики вентилятора.

По каждой из версий, конечно, можно было прикинуть, что вентилятор A круче вентилятора B в деле охлаждения конкретно выбранного, например, радиатора, да еще и в своём конкретно выбранном корпусе и других условиях тестирования. Однако в других версиях бывало, что вентилятор В оставлял позади вентилятор А.

Поэтому хотим мы этого или нет, для корректного сравнения вентиляторов нужно приходить к единой методике проведения тестов.

При этом не нужно выдумывать велосипед, ведь для аэродинамических испытаний производители вентиляторов из разных стран, как правило, пользуются едиными методиками практического измерения параметров и характеристик вентиляторов, несмотря на то, что требования, как к этим методикам, так и к используемому оборудованию, определяются различными документами. В нашей стране это: "ГОСТ 10921-90 ВЕНТИЛЯТОРЫ РАДИАЛЬНЫЕ И ОСЕВЫЕ. Методы аэродинамических испытаний". Его требования мы и взяли за основу аэродинамических тестов 27-ми 120-миллиметровых вентиляторов от 12 производителей.

Приборы

Шумомер

В моём распоряжении было два шумомера: SEW 2310 Sl и Testo 815. По паспорту и тот, и другой обеспечивают измерение шума от 32 дБА. В реальности оказалось, что второй из названных приборов способен демонстрировать показания, начиная с 25,2 дБА, при этом на экране загорается надпись "Under", что означает - погрешность измерений не гарантируется. В итоге я использовал Testo 815, обладающий характеристиками:

класс точности - 2 (по классификации МЭК);

диапазон измерений - от 32 до 130 дБА;

разрешение - 0,1 дБА;

погрешность измерения - ±1,0 дБА.

Анемометр

В качестве анемометра (пробор для измерения скорости воздушного потока) мы подбирали модель со встроенной крыльчаткой диаметром близким к 120 мм. Из того, что можно было приобрести в России оказалась модель Testo 417 с характеристиками:

класс точности - 2;

диапазон измерений - от 0,3 до 20 м/с

разрешение - 0,01 м/с;

погрешность измерения - ± (0,1 м/с+1.5% от изм. зн.).

Реобас

Для контроля оборотов используем реобас Scythe Kaze Server 5,25" Из всех параметров выделю из паспорта несколько наиболее актуальных:

Диапазон напряжений: 3,7 ~ 12 В (±10%)

Область регулировки скорости вращения: 0 - 9990 rpm (с шагом в 30 оборотов)

Поддерживаемые штекеры вентиляторов: 3-pin, 4-pin (PWM)

Сила тока на один разъём: до 1A

Мультиметр

Чтобы контролировать напряжение, выдаваемое реобасом, использовался мультиметр M8901 с характеристиками:

постоянное напряжение: 200мВ-1000В +/-(0,5%+2)

переменное напряжение: 200В-750В +/-(1,2%+10)

постоянный ток: 200мкА-10А +/-(1%+2)

сопротивление: 200Ом-20МОм +/-(0,8%+2)

При полностью выкрученной на макс. ручке реобаса напряжение составляло 12,2-12,3 В, обороты вентиляторов при этом зачастую выходили за штатный режим, поэтому постоянно производилась корректировка до паспортных значений. То же самое о промежуточных значениях - всегда сопоставлялось напряжение и обороты вентиляторов.

Блок питания

Для питания реобаса, через который подключались вентиляторы, я выбрал блок питания Nexus Value 430W с завяленным уровнем шума 15 дБА. Мы предвосхищаем вашу претензию на сей счет и ответим на возглас "А не проще ли взять аккумулятор типа автомобильного, он и шума не дает (а это одно из главных направлений в статье), и пульсаций по питанию?" следующим образом: "А вентиляторы в компьютере вы тоже через аккумулятор запитываете?". В этом вопросе мы хотели быть как можно больше к истине. О шуме БП мы еще остановимся подробно.

Методики испытаний

Теория

Обычно в интернете одним из основных результатов тестов приводится величина воздушного потока и уровень шума вентиляторов, измеренные каждый раз в своих сугубо индивидуальных условиях тестирования. И это делает практически невозможным сравнение результатов, полученных разными тестерами.

Причем методика измерения шума, как правило, более или менее однообразна и, в общих направлениях, соответствует методике применяемой производителями.

"Главным" нарушением обычно является уменьшенное расстояние между вентилятором и шумомером. И это вынужденное нарушение обуславливается всего-то двумя "пустяками". Во-первых, отсутствием заглушенной камеры с низким уровнем фонового шума и, во-вторых, отсутствием высококлассного оборудования для измерения шума. Но цена этих "пустяков" делает их однозначно недоступными.

Вот и приходится тестерам уменьшать расстояние между вентилятором и шумомером, чтобы уловить хоть какой-то шум от вентиляторов, превышающий общий уровень помех, складывающихся из шумов в помещении.

Но удивляет не это вынужденное уменьшение расстояния. Удивляет то, что после замеров, в процессе анализа и обработки полученных значений уровня шума не пересчитываются к результатам, получаемым производителями при замерах со стандартного расстояния, определяемого документами по методике измерения шума. Ведь такой простейший пересчет дает возможность сравнения шумовых свойств вентиляторов по результатам тестов и значениям, указываемым производителями.

Испытания на уровень шума проводились в наиболее тихие ночные часы с 2:00 до 4:00 в комнате 23,5 м3 с закрытой дверью и окнами. Вся аппаратура в комнате выключалась из розеток за исключением нужного нам БП, что устанавливался на пупырчатую полиэтиленовую подстилку и ставился на ворсистый ковер, лежащий на полу. Показания уровня шума в районе стола с испытываемым вентилятором и выключенным БП - 25,2 дБА. То же, с включенным БП - 25,2 дБА, в общем те же цифры. На испытательном столе шумомер располагался по оси вентилятора на расстоянии 35 см от него. Воздушный поток направлен от шумомера. Почему 35 см? Чтобы вам, дорогие читатели, было интересно сравнить наши результаты с Jordan'овскими. Хотя по правилам нужно проводить измерения на отметке 1 метр или (если не позволяют условия) - 25 см, как это делает, например компания Nidec, вычитая 12 децибел из фактических измерений. В будущем мы перейдем на отметку в 25 см.

Вентилятор и шумомер установлены на виброизоляционные прокладки. При необходимости вентилятор может крепиться с помощью двухстороннего скотча.

Немного для понимания: Человеческая речь - 44 - 80 дБА. Фоновая обстановка в тестируемой комнате днем (13:00 - 15:00) при отключенных электроприборах из розетки и закрытых окнах и двери - 32,5-34 дБА. Работающий на кухне холодильник Ariston в 2 часа ночи - 36 дБА (замеры на кухне же, режим работы холостой). Замер в 35 см от компьютера в корпусе Antec P183 (3 вентилятора Noctua NF-P12 900 rpm + БП Zalman 850-HP) - 35,2 дБА. То же самое, но в 1 метре - 28,3 дБА. Замер в 2:00 ночи в трёх метрах от кошки, которая умывается - 27,6 дБА. Фоновый уровень шума в районе стола испытаний с выключенным БП - 25,2 дБА, с включенным БП - те же 25,2 дБА (все приборы в комнате, не относящиеся к тестам, отключены). Именно при фоновом шуме в 25,2 дБА мы и проводили замеры шума.

Методика испытаний производительности вентилятора

Теория

Здесь фантазия тестеров неуемна, несмотря на то, что в инженерной практике используются четкие параметры, связанные с воздушным потоком вентиляторов. Важнейший из них - производительность (в инженерно-технической практике - расход) Q - показывает, какой объем воздуха перекачивает вентилятор в единицу времени. Ведь чем больше производительность вентилятора, тем более эффективно он продувает радиатор, корпус, блок питания и т.д., уменьшая их нагрев. Поэтому производительность - это один из важнейших параметров, указываемых производителями в технической документации и, обычно на упаковке вентилятора.

Расход обычно выражается в CFM (cubic feet per minute) - кубических футах в минуту и определяется для работы вентилятора в свободном воздушном объеме, когда ничто не мешает движению воздуха. По этой причине расход, указанный в технических документах на вентилятор, на деле имеет место только в предельно идеализированной ситуации, когда вентилятор работает, так сказать, на открытом воздухе, и на пути воздушного потока нет никаких препятствий. Поэтому нужно стремится к нулевому сопротивлению воздушного потока. Тестовый стенд был изготовлен согласно рекомендациям ГОСТ 10921-90 "Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний". Настоящий стандарт распространяется на радиальные и осевые вентиляторы с диаметрами рабочих колес от 0,05 до 5,0 м, создающих при нормальной плотности воздуха 1,2 кг/м3. Полное давление не более 30 кПа. Указанный стандарт регламентирует методы и средства измерения аэродинамических характеристик вентиляторов на испытательных стендах.

Итак, "по образу и подобию", в соответствии с рекомендациями указанного стандарта для нашего испытательного стенда сооружена труба длиной 72 см и диаметром 12 см:

Внутри трубы струевыпрямитель "звездообразного" типа длиной 24 см, имеющий расстояния до обоих краев трубы по 24см.

Что, собственно, мы и сделали, используя обычный школьный ватман и клей ПВА. Фланец для крепления вентилятора воплощен из картона, места сопряжений с трубой были "залиты" прозрачным непроницаемым герметиком. На просушку отводилось 36 часов.

Во фланце плотно располагается вентилятор. При желании можно использовать скотч для более сильной фиксации.

Чтобы ничто не мешало забору воздуха, труба расположилась на коробке высотой 8 см. К её выходу максимально плотно подносится анемометр и устанавливается соосность крыльчатки с отверстием трубы. Для уменьшения погрешности каждый из тестов проводился по три раза, результат измерений усреднялся. Пределы погрешностей измерений определяется классом точности измерительного прибора. Итоговый измерительный стенд обладает следующими характеристиками:

S (площадь трубы) = 0,12*0,12*pi/4 = 0,0113 м2. Q (расход или производительность) = S*V, где V - скорость потока, измеренная анемометром, м/с.

В результате находился расход в м3/с. Для перевода размерности в общепринятое значение CFM (кубические футы в минуту) использовался конвертер величин.

реклама