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Flussrichtig des Wassers

Arnubisss

Kabelverknoter(in)
Hi ich möchte meine Graka mit rund 300 W in den Kreislauf einbinden. weil ich hardtuben werde möchte ich die röhren in einer bestimmten form schwingen. das geht aber nur wen das wasser in den Output rein und aus dem Input raus kommen würde (flussrichtung kann wegen anderen Komponenten nicht anders herum sein). Nun meine Frage: wie stark wirkt sich das ganze auf die kühlleistung der graka blocks aus ?
VD arnubiss
 

skydrive2014

Komplett-PC-Aufrüster(in)
so weit ich weis gibt bei GPU Block keine in und out ? ist also egal

nur bei CPU block gibt es oder meinst du den etwa ??
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Kommt aufs Kühlerprinzip an. Wenns reine Durchflusskühler sind (sind die allermeisten GPU-Kühler) ist die Fließrichtung egal. Bei Düsenkühlern (viele CPU-Kühler) ist die vorgegebene Fließrichtung zwingend einzuhalten weil nur dann das Düsenprinzip funktioniert und bei falscher Fließrichtung die Kühlleistung sehr viel schlechter sein wird.
 

JakPol

Freizeitschrauber(in)
Stimmt so nicht. Bei den neueren Blöcken von zum Beispiel WATERCOOL (oder später auch von EK) gibt es ein central flow design, durch das die Fließrichtung schon vorgegeben ist. Und ja, es wirkt sich sowohl auf Kühlleistung als auch Durchflussrate aus. Allerdings dermaßen gering, dass es kein Problem darstellt.
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Und was stimmt da jetzt nicht?

1.) Die allermeisten GPU-Kühler sind reine Durchflusskühler ohne Düsenprinzip. Anders gesagt sämtliche Fullblocks außer diese neuen werbewirksamen centralflow Dinger oder wie auch immer EKWB das Zusatzblech da nennt mit dem sie viel bessere Leistungen suggerieren wollen die nicht da ist.

2.) Die Fließrichtung ist in diesen Kühlern egal. Bei allen "altmodischen" ist es 100% egal, da schreibt sogar EKWB selbst keine Richtung vor und bei den tollen neuen flowdesignschlagmichtot-Dingern ist es 99% egal weil der Unterschied in der Größenordnung von vielleicht einem Grad liegt.

Es ist nur dann ein problem wenn eben jene CPU-Düsenkühler eben keine Düse mehr sind wenn man sie falsch rum anklemmt und dadurch nicht nur der Wärmeübergeng viel viel schlechter wird sondern ggf. auch der Durchflusswiderstand des Kühlers stark ansteigt (wenn die Pumpe bildlich gesprochen versuchen muss den Senf wioeder in die Tube zu drücken).
 
TE
A

Arnubisss

Kabelverknoter(in)
das währe dann ein Alphacool kühler für eine R9 390 von Saphire in der Beschreibung steht : "Durch eine neu ausgeklügelte Einspritztechnik wird die GPU aktiv gekühlt. Alle anderen Chips werden durch den passiven Kühler, in dem der Wasserkühler für die GPU eingefasst ist, ausreichend gekühlt."Da ihr euch aber ja nicht ganz einig seit bleibt weiterhin die frage des leistungsverlustes!?

edit: vielen dank da kam ja grad noch eine klärende antwort vom mod.
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Wenn du den da meinst: Alphacool NexXxoS GPX - ATI R9 390 M04 - mit Backplate - Schwarz | ATI Fullsize | Grafikkartenkuhler | Shop | Alphacool
Das ist ja so ne Universallösung wo nur ein Kühlkörperchen auf der GPU sitzt und der Rest irgendwie drangeklaubt wird - der zählt nicht zu den echten Fullcover-Blocks.

Wie das Ding innen Aussieht weiß ich nicht, hier könnte es aber durchaus sein dass die Fließrichtung zwingend vorgegeben ist, wird ja auch explizit angegeben.
Wie viel es ausmacht den falsch rum anzuklemmen kann ich dir mangels Kenntnis des Innenlebens auch nicht sagen - reicht von "ist egal" bis hin zu "30 Grad mehr und kommt kaum Wasser durch".

EDIT: So sieht der innen aus: http://abload.de/img/alphacool-gpx-a290-9pyooa.jpg

--> Ist ein Düsenkühler und die Fließrichtung damit zwingend. Der kühlt falsch rum angeschlossen sehr schlecht.
 

Abductee

PCGH-Community-Veteran(in)
phoca_thumb_l_Alphacool_NexXxos_GPX_N980_M02 (8).JPG Alphacool-NexXxoS-GPX-N-980-M02-27.JPG
 
TE
A

Arnubisss

Kabelverknoter(in)
thx ich weiß das es kein "echter " full block ist aber es ist der einzige für eine Sapphire R9 390
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Genau weil es kein "echter" ist funktioniert er leider nur in eine Richtung. Anhand der Bilder siehste ja bestimmt selbst wie das Prinzip gedacht ist und warum das andersrum nicht funktioniert. ;)
 

VJoe2max

BIOS-Overclocker(in)
Eigentlich setzen die meisten Hersteller bei den aktuellen Kühlern auf ein richtungsabhäniges Design. Von einer Mehrheit der nicht richtungsgebundenen fullcover-Kühlern kann man zumindest bei aktuellen Modellen eigentlich nicht mehr reden.
Das gilt nicht nur Watercool und EKWB, sondern auch aquacomputer und eben auch die unechten fullcover-Kühler von alphacool. Lediglich XSPC und Koolance (wobei ich mir da nicht sicher bin) haben noch fullcover-Kühler für aktuelle Karten die ohne eine Kühlstruktur mit festgelegter Anströmrichtung daher kommen ;).
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Die Frage ist nur wie viel es bei den für Fullcoverblöcke üblichen Kühlstrukturen ausmacht. So lange da kein Turbulenzprinzip zustande kommen soll glaube ich nicht dass das irgendeinen Effekt hat der praxisrelevant wäre. :ka:
 

VJoe2max

BIOS-Overclocker(in)
Turbulente Strömung braucht man so oder so in der Kühlstruktur - das hat nur wenig mit dem Sinn und Zweck der Düsen zu tun ;). Die Düsen sorgen lediglich dafür, dass die Strömung gezielt in der Mitte der Struktur und in Bodennähe den höchsten Turbulenzgrad erreicht, weil es dort am effektivsten ist. Zudem wird der Strömungswiderstand durch die mittige Einspritzung etwas geringer, weil die hochturbulent durchströmten Strecken der Kühlstruktur effektiv verkürzt werden. Das steigert zusätzlich den Turbulenzgrad und verbessert damit den Wärmeübergang. Die großen Schlitzdüsen stellen bei modernen Kühler in der Regel eine keine nennenswert widerstandsrelvanten Querschnittsverengung mehr dar, wie es bei den ersten CPU-Düsenkühlern mit Einzeldüsen kleinen Querschnitts noch der Fall war. Die heute angewandte Methode hat definitiv einen positiven Effekt in Punkto Kühlleistung, auch wenn er je nach Aufbau unterschiedlich groß ausfällt. Außer der Richtungsabhängigkeit hat sie zudem auch so gut wie keine negativen Nebenwirkungen. Natürlich geht es da aber nicht um Performance-Sprünge die den Unterschied zwischen der Hitze-Nahtoderfahrung und ordentlicher Kühlleistung ausmachen, sondern wie bei den CPU-Kühlern, wo dieser Schritt bereits vor vielen Jahren nahezu flächendeckend und in allerlei Variationen eingeführt wurde, darum, dass man einen noch etwas besseren Wirkungsgrad erzielt.

Im Endeffekt läuft das nicht anders als bei den CPU-Kühlern. Auch da sind die Düsen nicht zum Spaß da, obwohl sie den Gesamtquerschnitt z.B. gegenüber dem Eintrittsquerschnitt auch da oft nicht verringern und obwohl natürlich auch in einer seitlich angeströmten Struktur ohne Düsen bereits turbulente Strömung herrscht, wenn die Struktur nur fein genug ist. Es geht dabei um eine gezieltere und auch gleichmäßigere Verteilung des einströmenden Wassers über die gesamte Breite der Kühlstruktur, um eine Verbesserung des Wärmeübergangs zu erreichen, indem man den Turbulenzgrad an den richtigen Stellen noch weiter steigert, und nicht um die Erzeugung der turbulenten Strömung an sich. Die ist im Bereich der Kühlstruktur ohnehin Bedingung für einen einigermaßen funktionierenden Wasserkühler. Dafür muss die Strömung aber nicht umgelenkt werden, sondern lediglich eine hohe Reynoldszahl erreichen. Es genügt in der Regel bereits die lokale Strömungsgeschwindigkeit durch geringe Querschnittsverengungen zu erhöhen, um das zu erreichen. Selbst bei sehr geringen Volumenströmen muss man keinen großen Aufwand betreiben um eine turbulente Strömung zu erzeugen. Turbulente Strömung heißt nicht notwendiger Weise makroskopisch verwirbelte Strömung! Auch in einem vollkommen geradlinigen durchströmten Kanal herrscht turbulente Strömung, sobald das Wasser nur schnell genug hindurch fließt. Turbulente Strömung hat nichts damit zu tun, dass das Wasser durch äußere Hindernisse oder durch Umlenkungen von seiner urspünglichen Strömungsrichtung abweicht und dadurch verwirbelt wird, sondern, dass der laminar-Turbulent-Übergang überschritten wird. Das bedeutet letztlich, dass sich das einzelne Wassermolekül der Kernströmung nicht mehr wie im laminaren Strömungsfall geradlinig und reibungsfrei mit dem gleichen Richtungsvektor wie alle anderen umgebenden Wassermoleküle bewegt, sondern dass es Freiheitsgrade abweichend zur Hauptströmungsrichtung hinzugewinnt, wodurch zwar die innere Reibung der Strömung zunimmt, aber eben auch die lamineren Grenzschichten aufgelöst werden. Das hat aber nichts mit äußeren Einflüssen auf die Strömung zu tun, sondern im Wesentlichen nur mit Strömungsgeschwindigkeit.
Jedenfalls sind es die laminaren Grenzschichten, die den Wärmeübergang massiv behindern. Die vollständige Auflösung der Grenzschichten kann man durch möglichst hohe lokale Strömungsgeschwindigkeit, aber auch durch makroskopische Umlenkung (vgl. Ursache für Krümmerverluste) und durch Kombination aus beidem erreichen. In Wasserkühlern sollte insbesondere dort wo der Abstand zum zu kühlenden Bauteil klein und somit der absolute Wärmewiderstand des Kühlers minimal ist, ein möglichst guter Wärmeübergangskoeffizient herrschen. Dafür kann man sich die Kombination aus makroskopischer Strömungsumlenkung und Strömungsbeschleunigung durch Querschnittsverengung zu nutze machen. Düsen und andere makroskopische Umlenkstrukturen sind daher auch nicht als alleinige Turbulenzgraderzeuger misszuverstehen. Turbulent muss die Strömung ohnehin sein - egal ob umgelenkt oder nicht. Wäre die Strömung streng laminar, würde der Wärmeübergang so schlecht wie bei ganz urtümlichen Kanalkühlern, in denen das Wasser ungefähr so langsam floss wie im Rest des Kreislaufs, was dazu führte, dass man bei geringen Volumenströmen sogar im Kühler Reynoldzhalen vorfinden konnte, die kaum der Rede wert waren, was wiederum zu einem Kühlleistungsniveau führte, das von ordentlichen Luftkühlern überboten werden konnte. Über diese urtümlichen Kühler sind wir auch bei GPU-Kühlern schon seit vielen Jahren hinweg (bei den CPU-Kühlern ohnehin). Heute geht es mit Techniken wie den mittigen Einströmdüsen über der Kühlstruktur nur noch um vergleichsweise kleinere aber durchaus noch messbare Verbesserungen der Kühlleistung. Im Gegensatz zu den CPU-Kühlern hat man bei den GPU-Kühlern aber bislang einfach noch nicht das volle technische Potential ausgeschöpft.

Nachteil der Methoden die auf gezielte Düseneinspritzung in die Kühlstruktur setzen, ist aber nun mal die richtungsgebundene Anströmung. Während man richtig herum angeströmt von den Verbesserungen profitiert, macht sich anders herum angeströmt eine oft deutlich messbare Verschlechterung der Kühlleistung bemerkbar, weil der Strömungswiderstand sich relativ deutlich erhöht und somit die Strömungsgewindigkeit in der Struktur sinkt, was wiederum Wärmeübergang behindert wird - speziell in der Mitte und am Boden der Struktur, wo er man meisten bringt und wo er bei richtiger Strömungsrichtung gefördert wird.

Kurzum - Düsenkühler sind bei GPU-Kühlern genauso wenig Marketing-Hokuspokus wie bei CPU-Kühlern. Dennoch kommt es, wie bei selbigen, natürlich auf die Umsetzung an, wie groß der Vorteil ausfällt, den man damit ausschöpfen kann. Nicht jeder Kühlerhersteller geht da mit der gleichen Akribie und dem gleichen Entwicklungsaufwand vor, wie diejenigen die wirklich kontinuierlich und mit Sinn und Verstand an Performance-Verbesserungen arbeiten. Auch bei Graka-Kühlern ist die Stellschraube der Strukturbreite, wie damals bei den CPU-Kühlern, langsam so weit ausgeschöpft, dass mit weiterer Verkleinerung kaum noch Fortschritte zu machen sind, zumal man i. d. R. mit relativ hohen Strukturen arbeitet, weil die Bodenplattendicke aufgrund der unterschiedlichen Bauteilhöhen bei Fullcover-Kühlern im Normalfall nicht so gering sein kann wie bei CPU-Kühlern. Das macht es auch fertigungstechnisch schwierig da mit dieser simplen Methode weiter zu kommen. Um also noch etwas mehr Kühlleistung aus den Strukturen über den GPUs heraus zu holen, ohne dabei gleich das ganze Wakü-Konzept über den Haufen werfen zu müssen, wird nun halt, wie damals bei den CPU-Kühlern, die nächste Stufe der Verbesserungsmöglichkeiten gezündet. Düsen zur gezielten Einströmung in die Mitte der Struktur haben sich bewährt und haben definitiv einen positiven Effekt auf die Kühlleistung, wenn man sich als Hersteller nicht vollkommen dämlich anstellt - allerdings eben zum Preis der Richtungsabhängigkeit.
 
Zuletzt bearbeitet:

Narbennarr

BIOS-Overclocker(in)
Und was stimmt da jetzt nicht?

1.) Die allermeisten GPU-Kühler sind reine Durchflusskühler ohne Düsenprinzip. Anders gesagt sämtliche Fullblocks außer diese neuen werbewirksamen centralflow Dinger oder wie auch immer EKWB das Zusatzblech da nennt mit dem sie viel bessere Leistungen suggerieren wollen die nicht da ist.
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Watercool hat bereits seit zwei Generationen einen vorgebenen Input/Output. Schließt man andersherum an entstehen defizite bis 3 Grad (Aussage von Watercool). Ich selbst habe das aus interesse mal gemacht und hatte 2 Grad höhere GPU Temps bei gleichbleibenden VRM Temps (Foliensensor).
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Ist ja alles schön erklärt - keine Sorge ich weiß was turbulente und laminare Strömungen sind, es scheiden sich nur die Geister ob man in den Kühlstrukturen von GPU-Blocks tatsächlich im voll turbulenten Bereich ist, ich hab mir noch nicht die Mühe gemacht Re da wirklich zu berechnen (ich kenne die dazu notwendigen genauen geometrischen Abmessungen auch nicht), sprich wo man da in etwa landet. 5000? 20000? 50000? :ka:

Aber es fehlt noch immer die Antwort auf die ursprüngliche Frage - was machts aus? Wenn die nächste Stufe der Verbesserungsmöglichkeiten wie du sie nennst einen Unterschied von zwei Grad ausmacht würde ich ehrlich gesagt lieber einen richtungsunabhängigen Kühler mit weniger Widerstand wählen als die neue Evolutionsstufe.

Schließt man andersherum an entstehen defizite bis 3 Grad (Aussage von Watercool). Ich selbst habe das aus interesse mal gemacht und hatte 2 Grad höhere GPU Temps bei gleichbleibenden VRM Temps (Foliensensor).
Aha, konkrete Zahlen zu "was passiert bei falscher Richtung im Fullblock". Vielen Dank. Zumindest den Unterschied würde ich mal als völlig vernachlässigbar ansehen, ich gehe aber davon aus dass die Unterschiede beim Modell des TE wesentlich größer sein würden.
 
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