Parameter CPU Block, Auswirkung derRauhigkeit, Durchfluss usw. auf die Temperatur

Update

Auswirkung Oberflächenbeschaffenheit auf die Temperaturdifferenz

http://extreme.pcgameshardware.de/e...-mehr-oberflaechenrauhigkeit.html#post8881284


Auswirkung Durchfluss auf die Temperaturdifferenz

[Splitt] Durchfluss vs dt Die/Wasser


Aussicht:

Einfluss der Geometrie auf den dT @ 100 l/h.


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Alphacool Nexxxos XP³

Update:

Auswirkung Durchfluss auf die Temperaturdifferenz


80L/h


Wassertemp:

300 K


Druckverlust:

0,3 Meter Wassersäule


dT Die/Wasser:

29,5 K


max Strömungsgeschwindigkeit:

1,84 m/s


Daten Tag 1 (100L/h)


Wassertemp:

300 K


Druckverlust:

0,46 Meter Wassersäule


dT Die/Wasser:

28,4 K


max Strömungsgeschwindigkeit:

2,3 m/s


Tag 2 (150L/h):


Wassertemp:

300 K

Druckverlust:

1 Meter Wassersäule


dT Die/Wasser:

25,9 K


max Strömungsgeschwindigkeit:

3,45 m/s


Tag 3 (200L/h):


Wassertemp:

300 K

Druckverlust:

1,74 Meter Wassersäule


dT Die/Wasser:

25,7 K


max Strömungsgeschwindigkeit:

4,6 m/s



Tag 4 (250L/h):


Wassertemp:

300 K

Druckverlust:

2,67 Meter Wassersäule


dT Die/Wasser:

24,9 K


max Strömungsgeschwindigkeit:

5,75 m/s

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Ich habe mir mal den Alphacool Nexxxos XP³ light etwas genauer angeschaut und als Vorlage genommen.


Und werde über den kommenden Wochen den Einfluss mehrerer Parameter bezüglich der Temperatur aufzeigen:

Durchfluss:

10, 20, 40, 60, 80, 100, 150, 200, 250 L/h

(ist zwar schon bekannt, aber dieses mal mit feinerer Auflösung)

Durchfluss = 100 L/h:

- Oberflächenbeschaffenheit, verschiedende Rauhigkeitswerte

- Geometrie:
Auswirkung mit und ohne Zwischenplatte
Mit und ohne "Kreuzschliff"
Kühlerbodendicke
Kanalbreite
Kanalhöhe

Je nach bestehender Interesse, könnte ich mir dann auch weitere Komponenten anschauen: GPU, Radiator usw.


Zu Beginn jedoch nun einmal der CPU Block

Im Fokus steht der Einfluss des Durchflusses auf die Temperaturdifferenz CPU/Wasser. Angefangen habe ich bei 100 L/h. Es folgt zum besseren Verständniss eine "Bildflut". Jedoch werde ich bei den anderen Werten 10 .... 250 L/h mich nur auf den wesentlichen Daten beschränken und diese kurz in Textform zusammenfassen. Zzgl. eines Funktionsgraphen Temperaturdifferenz/Durchfluss-Graph. Das gleiche gilt auch für alle anderen Parameter. Interessant sind ja nur die Auswirkungen auf die Temperaturdifferenz.


Tag 1
Durchfluss 100l/h

Aufbau Kühler -> siehe angehängte Bilder.

Als Die wurde ein Skylake 6700 als Vorlage genommen. Technische Eckdaten:

Wärmeabgabe: 125 W
Die-Größe: 11x15x0,5 mm
HS Größe: 30x30x3,2 mm
WLP-Dicke: Die/Hs 11x15x0,03 mm ( 7 W/mK)
WLP-Dicke: HS/Kühlerboden 30x30x0,03 mm

Materialrauhigkeit: 0,01 mm
EckdatenKühler:

"Kreuzschliff"
Mit Zwischenplatte
Kanäle: Anzahl 33 --> 0,3x 1 mm
Bodendicke: 2 mm

Bezüglich Kritiken der Simulation. Natürlich kann man auch mit einer Simulation nicht die reale Wirklichkeit abbilden. Aber darum geht es hier nicht. Um die o.g. Auswirkungen aufzuzeigen reicht eine Annäherung an die reale Wirklichkeit mit ausreichender Genauigkeit. Wie hoch diese Genauikeit sein kann, siehe dazu bitte Valiederungsbeispiele im Dateianhang.

Beobachtet wird ein Zeitraum von 2,5 Sekunden. Das Wasser erwärmt sich um 1,1 K. Das enstpricht bei einem Massenstrom von 0,028 kG/h ~ 125 W. Es stellt sich eine Temperaturdifferenz von 28,4 K ein. Es wurde eine ideal verteilte, homogene Schichdicke, Wärmeleitpaste definiert. Dazu mit einem hohen Wärmeleitwert aus den Herstellerangaben, 7 W/mK. Dabei handelt es sich, wie bekannt, um idealisierte Laborwerte.
Dazu noch eine Schichtdicke von 0,03 mm. Selbst in der Praxis sind Messwerte der Temperaturdifferenz Die/Wasser kaum reproduzierbar. Der Größte Unsicherheitsfaktor bleibt nun mal die Schichdicke der WLP.

Wie man auch anhand des Strömungsbild erkennen kann, werden die äußeren Bereiche nur sehr schwach angeströmt. Somit halte ich eine mittige Einspritzung nicht für Ideal.