История двух систем водяного охлаждения: большие возможности

27 сентября 2013, пятница 00:00

Продолжение.
Начало здесь.

Оглавление

Вступление

Однажды вечером при просмотре телевизора словил себя на мысли, что стал реже проводить время за компьютером. Может, старею? Нет, ответ был куда проще. Идти в комнату к шумящему и ужасно тормозящему «железу» не очень-то и хотелось. Мой старичок был обвешан вентиляторами и работал, не пойми как. Захочу – включусь, захочу – нет. Поэтому из двух зол постоянно выбирался телевизор. Глядя на мое чудо, невольно пришла мысль, что дни его сочтены. Решил сделать апгрейд «железа». А точнее – все выкинуть и купить новый компьютер.

Пришлось менять все, кроме «винчестера», благо он был приобретен недавно. Даже мышь и клавиатура отправились в утиль. А раз полностью обновлялось «железо», то и СВО должна соответствовать. Хотелось чего-то более эстетичного, чтобы водоблоки были разборными и без всякой пайки.

Большие возможности

Чисто случайно лазая по интернету, в объявлениях наткнулся о продаже б/у радиатора для системы водяного охлаждения:

300x371  22 KB. Big one: 300x371  26 KB





Радиатор был такой же, как на снимке, только черного цвета. Он был меньше, чем от автомобильной печки, полностью медный. Его можно было без проблем воткнуть в корпус системного блока. Поэтому без лишних раздумий он был куплен сразу же. Итак, первый камень новой СВО заложен.

И опять начались поиски меди на блошином рынке. В итоге была найдена медная шина длиной 150-200 мм, шириной около 60 мм и толщиной 10 мм. Из нее нарезались заготовки будущих водоблоков:

450x338  17 KB. Big one: 604x453  48 KB

Размеры водоблоков: 50х50 – процессорный, 40х35 – для видеокарты, 30х25 – на чипсет. Заготовки были отданы заводским специалистам на шлифовку:

450x338  16 KB. Big one: 604x453  48 KB

Затем начался поиск фрезеровщиков, которые бы сделали выборку по периметру. На родном предприятии таких людей не оказалось. Пришлось искать через знакомых на стороне.

В итоге такие профессионалы все же нашлись. Фотографий не сохранилось, но на трехмерной модели все понятно:

450x247  9 KB. Big one: 640x350  11 KB

Долго думал, какую толщину основания выбрать. Пришел к выводу, что для водоблока на CPU – 4 мм, для остальных – 3 мм. Почему именно так? Сейчас на форумах много споров про оптимальную толщину основания и расстояние между ребрами водоблока. Кто-то за тонкую подошву, кто-то за микроканальность. Сколько людей, столько и мнений. С моей точки зрения, микроканальности в домашних условиях не достичь без пайки. А это было сразу отвергнуто.

Тонкое основание – не мой вариант. Может согнуться при монтаже, плюс к нему нужно лепить микроканалы. Попробую объяснить, почему. Тепло при прохождении через толстое основание начинает как бы рассеиваться в стороны. Поскольку молекулы передают энергию тепла соседним молекулам, те в свою очередь другим и так далее. На такой площади, скажем, можно разместить четыре ребра, которые будут отводить тепло:





450x253  9 KB. Big one: 640x359  13 KB

Грубо говоря, чем толще основание, тем шире тепловое пятно. Понятно, что до бесконечности эту толщину не увеличишь. Просто не хватит энергии прогреть ее всю. Как видно из рисунка, у тонкого основания тепловое пятно меньше. Тепло тоже уходит в стороны, но не настолько, как в толстом основании. При таком тепловом пятне на пластине работают только два ребра. Двум крайним оно не передается. А чем больше будет работающих ребер, тем больше тепла можно снять. Как-то так.

Что можно сделать? Уменьшить толщину ребер, уменьшить расстояние между ними. Как следствие, получаем микроканальность с сильным оребрением. Еще одно отличие тонкого и толстого оснований состоит в разности температур, иначе говоря, дельте (разнице между начальной и конечной температурами).

К примеру, процессор передает водоблоку 60 градусов тепла. При толстом основании до начала ребер охлаждения доходит, предположим, 30 градусов из 60-ти (все цифры взяты просто для примера). Эти 30 градусов забирают на себя ребра. Остальная часть рассеивается внутри самой пластины, часть отдается наружу через боковые грани. Здесь дельта температур равна 30 градусам. А в тонком основании до начала ребер охлаждения доходит, например, 40 градусов из 60-ти, так как времени на преодоление всей толщины требуется меньше, чем в толстом. И тепло меньше рассеивается в стороны.

Почему тонкое основание нельзя сделать с большими ребрами, говорилось выше. Теперь ответим на вопрос, почему толстое основание нельзя или не рекомендуется делать с микроканалами? Все из-за той самой дельты. Толще ребра, следовательно, больший контакт с основанием, следовательно, больше тепла можно отобрать. Тоньше ребра, меньший контакт с основанием, следовательно, меньше тепла можно отобрать. А поскольку в толстом основании до начала ребер доходит меньше тепла, чем в тонком, можно предположить, что если будут стоять тонкие ребра, то они станут меньше прогреваться, нежели толстые. Как следствие, отбор тепла будет идти хуже.

Для микроканальности важным фактором является температура у основания ребер, то есть на поверхности пластины. Чем она выше, тем лучше прогреются ребра, тем больше тепла заберет жидкость, которая их омывает. Моя теория не претендует на правильность, это просто рассказ о том, чем я руководствовался при постройке. Для меня она является правильной. Как каждый отталкивается от чего-то своего, так и я взял за основу ее.

Итак, с основанием решили. Теперь необходимо выяснить, какие делать ребра? Было решено делать игольчатый водоблок, причем сами иголки будут в форме ромбиков. Проще было бы сделать продольные ребра, нежели игольчатые, но косяк в том, что при продольных ребрах тяжелее осуществить их полное омывание. Придется мудрить над каким-нибудь рассеивателем, чтобы крайние ребра были в работе:

450x253  7 KB. Big one: 640x359  9 KB

450x253  7 KB. Big one: 640x359  10 KB





Если делать ребра ромбовидными, то решается проблема с омыванием. Не полностью, конечно. Мертвые зоны есть, но не в таком количестве. Если расположить штуцера по диагонали, то тем самым можно уменьшить гидродинамическое сопротивление при токе жидкости, вдобавок такие ребра омываются с четырех сторон. Этот вариант мне больше подходил.

Хватит теории, перейдем к практике. Нарезать ребра фрезой оказалось невыполнимой задачей. Ни один токарь на заводе не согласился делать. Долгий процесс, тем более с медью. К тому же когда узнали, что пропилы должны быть не больше 1.5 мм, вообще махнули рукой. Ну и ладно.

Незадолго до постройки был куплен настольный сверлильный станок:

450x338  52 KB. Big one: 640x480  90 KB

Вместо дрели стоял родной движок с кривым патроном. По этой причине он был выброшен и на его место поставлена дрель, которая встала как влитая. Нижней части с тисками не было. На блошином рынке была куплена перемещающаяся каретка от токарного станка, на которую крепился резцедержатель. Резцедержатель в топку, вместо него поставил тиски. Теперь станок мог перемещаться вверх-вниз, на себя-от себя, а после установки каретки и влево-вправо.

Дома был дремель, от него взял держатель, с двухмиллиметровым кругом. Этим и будем нарезать ребра:

450x338  37 KB. Big one: 640x480  57 KB

Зажимаем заготовку в тиски и вперед. Подаем очень медленно, поскольку круги из прессованного абразива, не армированные, и способны разлететься за милую душу. Одного круга хватало на один пропил ближе к середине водоблока и на два-три ближе к краям. На три водоблока ушло около шестидесяти таких кругов. Повторять дома эксперимент не советую, на память останутся красные обои, шторы, пол и зеленое от окислившейся меди лицо.

Все водоблоки были сделаны за три дня. Процесс очень скрупулезный, да и много времени отнимает смена кругов.

450x338  44 KB. Big one: 640x480  83 KB





450x338  52 KB. Big one: 640x480  81 KB

Но, несмотря на весь этот бардак дома и лицо цвета молодого Шрека, получилось довольно неплохо:

450x338  49 KB. Big one: 640x480  76 KB

450x338  51 KB. Big one: 640x480  81 KB

На заводе из латунного прутка были выточены штуцера и там же найдены уплотнительные резинки, которые чисто случайно оказались нужного размера:

450x338  33 KB. Big one: 640x480  55 KB

450x338  27 KB. Big one: 640x480  43 KB

Теперь приступим к крышкам. Долго думал, из чего их делать. Покопавшись дома, нашел оргстекло толщиной 8 мм, от каких-то рекламных подсвечиваемых щитов. Из него были нарезаны квадраты:

450x338  47 KB. Big one: 640x480  84 KB

Толщина в 8 мм оказалась мала, поэтому пришлось склеивать. Клеим дихлорэтаном, который специально предназначен для таких дел. Он как бы расплавляет оргстекло, а после высыхания получается монолитный кусок. Сохнет за секунды, поэтому все нужно делать быстро.

Страницы материала
Страница 1 из 2
Оценитe материал

Комментарии 54 Правила

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают