Mehr Durchmesser am Schlauch, was bringts?

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Hallo Kampfschaf
Ich muss leider dich in verschiedenen Dingen korrigieren.

Also ich kann hier sehr vieles bestätigen aber einiges paßt doch nicht sooo ganz. Das Prinzip des Düsenkühlers funzt nunmal so, daß am besten mit Druck gearbeitet wird. Und hier zieht Druck automatisch eine höhere Pumpenleistung nach sich, welche oh Wunder meist mehr liter/h ergibt.

Druck oder N*m^-2 hat nichts mit dem Durchfluss [L*h^-1] oder halt [m^3*s^-1] (Unit converstion) zu tun sondern wie die Einheiten schon anzeigen etwas mit der Fläche des Fluids (Rohrfläche). Auf Deutsch je enger der Radius bei gleicher Pumpleistung desto höher ist der Partialdruck des Wassers. Wenn der Düsenkopf, die turbulente anströmung des Kühlkörpers wirklich eine so grosse Rolle spielen würde wie du hier fälschlicherweise annimmst (ab einer gewissen mind. Durchsetzungsrate) dann würde mit steigenden durchmesser die Kühlleistung sinken.

Die Kühler auf den GPUs arbeiten meist einfach nur über ihre Fläche und ein paar Rillen, um diese zu vergrößern. Hier ist der Durchfluß unwichtig. Wichtig ist nur, daß es fließt.

Fast richtig. Es macht einen enormen Unterschied ob das Fuid turbulent oder laminar fliesst. Aber richtig besser es fliesst laminar als gar nicht, aber das dürfte jedem iterativ einläuchten. Der Durchfluss gemessen im Gesammtsystem sagt nichts über die Strömungsgeschwindigkeit im Kühler aus, mach dir das klar. Genau diese Strömungsgeschwindigkeit ist aber wichtig für die Beurteilung der Wärmekonvektion (Stichwort hier: Reynoldszahl)

Einige Kühler für CPUs haben hier Düsen. Dort wird stark vereinfacht erklärt; das Wasser stark beschleunigt und mit Druck auf eine Oberfläche zum Temperaturaustausch "gespritzt". Das optimiert ein bissl den Austausch, funzt aber nur optimal mit Druck.

Das funktioniert nicht nur "ein bissl" besser sondern massiv. Siehe dir dazu die Reynoldszahlen mal an und die Wirkung auf den Wärmetransport. Richtig ist das nach überschreiten der Strömungsgeschwindigkeit für turbulente Strömung die Wirkung "abflacht". Das verhalten ist nicht linear sonder nähert sich asympthotisch einem maximal Wert an. Ergo spielt durchaus eine rolle aber nach einer Untergrenze (empirisch ca. 60 l/h Durchfluss in einem standart System) hat man die turbulente Strömung in den Kühlern erreicht und ein Mehrdurchfluss hat keinen Einfluss mehr.

Der Kühlkreislauf wird größer: Es befindet sich mehr Kühlmittel im System.

DAS genau ist der Hauptgrund für die Resultate, wobei nochmal gesagt werden muss das der Perpiphäre Druck gegen den die Pumpe arbeitet von den Kühlstrukturen und nicht von den Schlauchwiederständen (die steigen eher durch grössere Oberfläche) limitiert ist.

Auch das ist ein kleiner Vorteil. Der Druck wird nicht ganz so hoch.

Und genau das ist kein Vorteil! Es kühlt immer besser je mehr "Druck" (falsches Wort btw) im System ist. Es geht hier nicht um Druck sondern um Strömungsgeschwindigkeiten und ganz weit weg Durchfluss.

 

[ruyven_macaran]

Er meinte den statischen Druck im System durch das sich ausdehnende Medium. Abgesehen davon, dass der in einer Wakü eh lächerlich klein ist, ignoriert er aber auch noch, dass er die dicken Schläuche ja eben mit mehr Inhalt (und damit mehr Ausdehnungsvolumen...) schön geredet hat...

 

[VJoe2max]

Also ich kann hier sehr vieles bestätigen aber einiges paßt doch nicht sooo ganz. Das Prinzip des Düsenkühlers funzt nunmal so, daß am besten mit Druck gearbeitet wird. Und hier zieht Druck automatisch eine höhere Pumpenleistung nach sich, welche oh Wunder meist mehr liter/h ergibt.

Du verwechselst hier Ursache und Wirkung. Düsenkühler sind effektiv weil sie restriktiv sind. Bei gleichem Durchfluss (egal ob der nun hoch oder niedrig ist) kühlt der Düsenkühler besser als ein Highflow-Kühler, weil die Strömungsgeschwindigkeit in der Kühlstruktur höher ist, welche letztlich die Kühlleistung bestimmt. Der Druckverlust in der Kühlstruktur korreliert zwar mit der Erhöhung der Geschwindigkeitserhöhung, ist aber nicht ursächlich.
Nun ist es zwar so, dass der Durchfluss bei einer gegebener Pumpe von der Restriktivität des Kühlers abhängt, aber der Druckverlust ebenso. Es bestimmt also nicht der Druck den Durchfluss sondern der Druckverlust des Kühler aufgrund dessen Geometrie. Die Pumpenleistung hat damit wenig zu tun, da die Kennlinien unterschiedlicher Pumpen sich stark unterscheiden (was z.B. den maximalen Durchfluss bei freiem Auslauf oder aber die max. Wassersäule -also den maximalen Staudruck - angeht). Eine durchflussstarke Pumpe wie die D5 die zwar den gleichen maximalen Druck aufbauen kann wie eine DDC, geht trotzdem mit einem restriktiven Kühler schneller in die Knie als die DDC. Die Kennlinien unterscheiden sich einfach deutlich. Eine D5 harmoniert daher besser mit weniger restriktiven HighFlow-Kühlern, die aber auch bei sehr hohen Druchflüssen in der Regel nicht an effiziente restriktive Kühler bei wesentlich geringen Durchflüssen heran kommen, weil einfach die Strömungsgeschindigkeiten in den Kühlstukturen nicht erreicht werden (hinzu kommt dass Highflow-Kühler auch zwangsläufig schlechtere Flächenverhältnisse haben).

Die Kühler auf den GPUs arbeiten meist einfach nur über ihre Fläche und ein paar Rillen, um diese zu vergrößern. Hier ist der Durchfluß unwichtig. Wichtig ist nur, daß es fließt.

Es ist, neben der Fläche und deren Anbindung an die Wärmequelle, wie gesagt ist die Strömungsgeschwindigkeit in der Struktur ausschlaggebend für die Kühlleistung. Wie schnell das Medium im Schlauch strömt ist hingegen ziemlich egal. Noch dazu sind die Restbodenstärken bei vielen GPU-Kühlern viel zu groß, um wirklich gute Kühlleistungen zu erreichen (Stichwort: absoluter Wärmewiderstand) und auch hier gilt wie bei High-Flow CPU-Kühlern, dass geringen Restriktivität auch mit schlechten Flächenverhältnissen für den Wärmetausch einher geht. Der Punkt ist nur der, dass von GPU-Kühlern keiner Kühlleistungen erwartet wie man sie von CPU-Kühlern kennt - dabei wäre es da eigentlich sinnvoller, wenn man sich die Verlustleistungen von GPUs ansieht.

Einige Kühler für CPUs haben hier Düsen. Dort wird stark vereinfacht erklärt; das Wasser stark beschleunigt und mit Druck auf eine Oberfläche zum Temperaturaustausch "gespritzt". Das optimiert ein bissl den Austausch, funzt aber nur optimal mit Druck.

Das optimiert insbesondere bei geringen Durchflüssen nicht nur ein bisschen den Wärmeübergangskoeffizienten sondern ganz erheblich. Bei hohen Durchflüssen hingen kaum mehr (weshalb sich durch extrem gesteigerte Druchflüsse auch kaum was raus holen lässt). Der Druckverlust eines Kühlers ist jedenfalls geometrieabhängig. Die Ursache für eine schnelle Strömung ist hier immer die Geometrie und mit dieser geht der hohe Druckverlust lediglich einher. Der Druck ist aber nicht ursächlich, sondern stellt sich gemäß der Geometrie ein. Einen Pumpe die ganz ohne Widerstand pumpt, erzeugt überhaupt keinen Druck (wenn wir mal von den minimalen Druckverlusten durch Rohrreibung absehen, der überwunden werden muss). Die gleichen Pumpe die eine stehende Wassersäule in einem langen senkrechten Schlauch verursacht, erzeugt ihren maximalen Druck, aber kein Durchfluss. Zwischen diesen beiden Extremen stellt sich der Arbeitspunkt der Pumpe in Abhängigkeit von der Restriktivität des Kreislaufs ein. Da die Kennlinien der Pumpen jedoch nicht linear zwischen den Extrema verlaufen, sind verschiedene Pumpen trotz gleichen Maximaldrucks unterschiedlich gut für restriktive Kühler geeignet, was auch zu geringfügig unterschiedlichen Kühlleistungen führt. Der Durchfluss der sich dabei einstellt ist daher aber lediglich eine indirekte Messgröße aus der allein sich eigentlich nichts ableiten lässt.

Was ich durch die Bank weg bestätigen kann, ist die Geschichte mit den Querschnitten der Leitungen. Aus optischen Gründen verwende ich 10/13 und 19/13. NUR aus optischen Gründen. Ich habe dieselben Kühlleistungen mit 8/10er Querschnitt erreicht. Auch der Durchfluß ist derselbe.

Ja das ist so. Zumindest lassen sich die kleinen Unterscheide mit dem Wakü-typischen Mess-Equipment eben kaum registrieren.

Außer einem optischen, gibts allerdings noch einen weiteren Vorteil, wenn man größere Querschnitte nutzt: Der Kühlkreislauf wird größer: Es befindet sich mehr Kühlmittel im System. Deutlich mehr. Die Lüftersteuerung muß also nicht ganz sooo nervös steuern und kann auch mal länger passiv bleiben, bis die 40°C Wassertemp erreicht sind. Außerdem hat man es ja hier mit einem geschlossenen System zu tun. Im AGB läßt sich beim Temp-Anstieg zwar die Luft darin komprimieren, aber wer hat schon gerne so viel Luft im AGB? Die großen, weichen Schläuche dehnen sich nämlich auch mit! Auch das ist ein kleiner Vorteil. Der Druck wird nicht ganz so hoch.

Der Druck durch Volumenausdehnung des Kühlmediums ist bei Wakü-üblichen Temperaturdifferenzen so oder so vernachlässigbar. Da musst du dir auch mit dünnen Schläuchen keine Sorgen machen . Das Einzige was einem evtl. zu schaffen machen kann ist Überdruck durch Gasentwicklung, wenn im Kreislauf Korrosion stattfindet, oder Unterdruck durch Diffusion des Kühlmediums durch semipermeable Schläuche. Da sind besonders weiche und dicke Schläuche mit viel Oberfläche i.d.R. stärker gefährdet. Besonders knickfreudige Größen wie 19/13 neigen da auch zum schnelleren Zusammensacken. Dauert aber bei PVC in der Regel recht lange, bis sich so ein so starker Unterdruck aufgebaut hat.

Druck oder N*m^-2 hat nichts mit dem Durchfluss [L*h^-1] oder halt [m^3*s^-1] (Unit converstion) zu tun sondern wie die Einheiten schon anzeigen etwas mit der Fläche des Fluids (Rohrfläche). Auf Deutsch je enger der Radius bei gleicher Pumpleistung desto höher ist der Partialdruck des Wassers. Wenn der Düsenkopf, die turbulente anströmung des Kühlkörpers wirklich eine so grosse Rolle spielen würde wie du hier fälschlicherweise annimmst (ab einer gewissen mind. Durchsetzungsrate) dann würde mit steigenden durchmesser die Kühlleistung sinken.

Der Partialdruck ist was anderes . Aber der Druck vor und in dem verengten Querschnitt wird mit kleinem durchströmten Querschnitt höher - that´s right. Die Düsen heutiger Düsenkühler spielen zwar tatsächlich in der Regel nicht die ausschlaggebende Rolle für die Strömungsbeschleunigung (die dienen meiner Erfahrung aus dem Kühlerbau nach eher der gleichmäßigen Verteilung in der Struktur) - die Strömung da auf einen Staupunkt zielt, aber in der Struktur selbst findet meist eine starke Beschleunigung durch die dortigen Querschnittsverengungen und statt.

DAS genau ist der Hauptgrund für die Resultate, ...

Indirekt würde kann man vllt. sagen, dass das das erhöhte Medienvolumen der Grund für die etwas unterschiedlichen Resultate mit den verschiedenen Durchmessern ist, aber in Wirklichkeit ist der Grund dann eher der nicht an die erhöhte Trägheit des Systems angepasste Messzeitpunkt. Man kann halt in allen Fällen erst im quasistationären Zustand messen.

 

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Hey VJoe2max

Nur ein Punkt meiner Ausführungen zu kritisieren? Ich scheine besser zu werden xD.

Danke fürs rephrasen meiner Ausführungen habe mir schon gedacht das meine Aussagen teils nicht verstanden werden, da zu technisch.

 

[motek-18]

es gibt viele Meinungen da zu,was richtig ist was nicht,ich kann das nicht sagen.ich persönlich nehme jede aussage wahr und probiere alles aus!was ich auch schon mache-verschiedene Kühlkörper am CPU-verschiedene flussgeschwindigkeit und und und und.bilde mir da so meine eigne Meinung -Erfahrung-
ps:man kann auch nicht alles wissenund zum dazu lehren ist es nie zu spät und Theorie ist nicht das selbe wie die Praxis

 

[VJoe2max]

Am besten lassen sich Theorien überprüfen indem man sie in die Praxis umsetzt . Das habe ich z.B. im Fall von CPU-Kühlern schon mehrfach getan und jedes mal bestätigte sich die Theorie recht offensichtlich - zumindest bei den Kühlern die ich bisher gebaut habe. Natürlich kann man das aber auch anhand verschiedener kommerzieller Kühler überprüfen.

Abgesehen davon ist all das was manchmal gern als graue Theorie angesehen wird, in Wirklichkeit seit langer Zeit bewiesene Physik und Thermodynamik. An den Grundlagen gibt´s da entsprechend wenig zu deuten. Der Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit bzw. Reynoldszahl und dem Wäremübergangskoeffizeinten ist beispielsweise seit gut hundert Jahren bestens erforscht und verstanden. Die einzige Frage die sich schwerer beantworten lässt ist lediglich die der optimalen technische Umsetzung für den realen Einzelfall. Reale Kühler müssten dafür aufwändig gemäß den strömungsmechanische und thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten zu simuliert werden. Da aber Simulationen ohne das zugehörige Experiment grundsätzlich keine Beweiskraft besitzen, spart man sich diesen teuren und relativ sinnlosen Prozess bei Wasserkühlern in der Regel (rudimentäre Strömungssimulationen mal ausgenommen) und setzt stattdessen vorzugsweise die Theorie direkt in Produkte um, die man dann mehr oder weniger sinnvoll testen kann. Die Unterschiede bei Wasserkühlern haben sich daher inzwischen stark verringert. Fehlentwicklungen wie der HighFlow-Wahn bei Kühlern sind nahezu ausgestorben. Ebenso sind extrem restriktive Layouts, die mit den üblichen Kreiselpumpen kaum effizient zu betrieben waren, verschwunden. Stattdessen hat man sich dem Optimum, welches sich in der Praxis des Kühlerbaus immer mehr heraus kristallisierte zunehmend angenähert. Nur Firmen die entweder der groben grundlegenden Theorie nicht mächtig sind, keine Erfahrung haben, oder aus teilweise unsinnigen Gründen andere Prioritäten setzen, stellen heute noch Kühler her die deutlich schlechter als die große Masse der Top-Wasserkühler arbeiten. Letztere nehmen sich widerum nichts, was sich in verbesserte Leistung im Sinne von OC umsetzen ließe oder auch nur sauber gemessen werden könnte. Allenfalls lassen sich anhand der statistischen Betrachtung einer Vielzahl von Tests ganz leichte Tendenzen im Feld der Top-Kühler erkennen.

Aber das ist jetzt schon ziemlich weit vom Topic entfernt. Nichts desto trotz gilt oben Gesagtes natürlich auch für die Fragestellung nach den Schlauchdimensionen. Das ist alles nichts Mysteriöses oder Unbekanntes, sondern alles seit Jahrzehnten (hier sogar seit Jahrhunderten) bewiesene Tatsachen. Im bereits verhältnismäßig komplexen System einer kompletten Wakü, ist jedoch nicht für jeden sofort einsichtig, wie die Zusammenhänge aussehen. Das liegt u.A. auch daran, dass man in einern Wakü in der Regel keine ausreichende Messtechnik zu Verfügung hat, mit der man viele der theoretisch bekannten Phänomene tatsächlich messen könnte, und natürlich auch daran, dass sich die meisten User nicht sonderlich in die Theorie eingearbeitet haben.
Beispielsweise sind Temperaturmessungen mit oboard-Sensoren von Hardwarekomponenten aus den bekannten Gründen ziemlich untauglich, um darauf basierend irgendwelche konkreten Aussagen treffen zu können. Wenn dazu z.B. noch das Wesen des Wärmeübergangskoeffizieten nicht so recht verstanden wurde, kann man recht leicht zu völlig falschen Schlussfolgerungen kommen. Aber um solche Dingen aufzuklären gibt´s ja schließlich Foren .

 

[motek-18]

also ich bin seid ca 20 Jahren auf dem Bau und ich hab sehr selten einen Plan in der Hand gehabte der neu gezeichnet werden müsste,und unsere Firma hat schon in 90er das Dach am Hong Kong Flughafen gemacht(Foliendach)das nur so am rande
was mich mehr interessiert ist:du baust wakü kühler für CPU&CO????

 

[VJoe2max]

also ich bin seid ca 20 Jahren auf dem Bau und ich hab sehr selten einen Plan in der Hand gehabte der neu gezeichnet werden müsste,und unsere Firma hat schon in 90er das Dach am Hong Kong Flughafen gemacht(Foliendach)das nur so am rande

Hmm - hat das jetzt was mit dem Thema zu tun oder war das nur als Info über deinen Beruf gedacht? Sorry - kann das grad nicht wirklich einordnen. Auf jeden Fall ein äußerst interessantes Berufsfeld, das du da hast. Tragwerkskonstruktionen zu bauen ist ja keine ganz triviale Angelegenheit - vor allem wenn´s auch noch unter architektonischen Gesichtspunkten was gleich sehen soll.

was mich mehr interessiert ist:du baust wakü kühler für CPU&CO????

Bislang nur für CPU und Board und auch nur für den Eigenbedarf. Der Arbeitszeit nach wären brauchbare Eigenbau-Kühler, die ohne CNC-Maschinen gefertigt werden, auch unbezahlbar.

Das ist z.B. mein neuester CPU-Kühler: PowerOn+
Ist aber etwas hektisch entstanden und daher nicht grad mein Meisterstück. Der Plexiglasdeckel ist mehr ne Notlösung. Aber wenigstens konnte ich da mal Erfahrung mit Titan als Material für die Halterung sammeln.

Nun aber btt!

 

[motek-18]

na na wer wird da angepist sein,nehme das nicht übel aber ich glaube nicht das du 16 Jahre alt bist und auf dem Bau ist da so mit dem Charakter,wie will man sich sonst austauschen mit seinen Erfahrungen
nein ich versuch auch etwas in der Richtung zur bauen oder schon umgebaut zu haben,kenne keinen der sich in der Richtung auch befasst auch nicht hier im Forum,hat noch keiner es erwähnt.und jemand der schon in der Materie ist ,ist auch eine große Hilfe (wenn er will)
Titan ist schon was,das bekommst du nicht an jeder Ecke,Hut ab

 

[VJoe2max]

na na wer wird da angepist sein,nehme das nicht übel aber ich glaube nicht das du 16 Jahre alt bist und auf dem Bau ist da so mit dem Charakter,wie will man sich sonst austauschen mit seinen Erfahrungen

Irgendwie missverstehen wir uns hier glaub grundlegend. Ich bin doch nicht angepisst, und 2x16 passt besser . Allerdings kenne ich die Gepflogenheiten am Bau auch nicht besonders. Da ich vor knapp einem Jahr aber die Branche gewechselt habe (von der Werkstoffkunde zu den erneuerbaren Energien), habe ich inzwischen aber auch ab und zu mal was mit dem Bauwesen zu tun, allerdings eher von der planerischen Seite her.

nein ich versuch auch etwas in der Richtung zur bauen oder schon umgebaut zu haben,kenne keinen der sich in der Richtung auch befasst auch nicht hier im Forum,hat noch keiner es erwähnt.und jemand der schon in der Materie ist ,ist auch eine große Hilfe (wenn er will)

Hier gibt´s schon auch ein paar Leute die Kühler basteln (Klutten und Lehni z.B.), aber Eigenbau-Kühler sind hier in der Tat nicht sehr häufig. In spezialisierten Foren gibt´s mehr Leute die sich damit beschäftigen. Nichts desto trotz kannst du ab und an auch hier Worklogs zu Eigenbau-Wasserkühler finden: Gordon-1979, HAz3 (das sind jetzt schon ziemlich alte, aber vllt. gab´s zwischenzeitlich auch noch mal was, was ich jetzt auf die schnell nicht gefunden habe).

Titan ist schon was,das bekommst du nicht an jeder Ecke,Hut ab

Kreigt man bei ebay . Allerdings habe ich bei vielen Auktionen erfolglos mitgeboten, bis es mal geklappt hat ein passendes Stück zu ergattern.

Hat jetzt aber alles wirklich nichts mehr mit Schläuchen zu tun. Wir können uns ja per PN weiter unterhalten, wenn dich das Thema Eigenbau interessiert.