AW: Vorstellung Kühlerentwicklung und Anregungsfindung
Klar: Sie rufen Wirbel hervor. Aber wie Vjoe dargelegt hat und Inno-Kühler anschaulich beweisen: Markoskopische Wirbel verbessern die Kühlleistung nicht - und den Wiederstand steigern sie eher.
So schwarzweiß kann man es imo nicht sehen. Auch makroskopische Verwirbelungen und Staupunkte unterhalb von Düsen z.B. wirken grenzschichtauflösend und verbessern somit lokal den Wärmeübergang. Allerdings führt der Strömungswiderstand den sie verursachen eben auch dazu, dass die Strömung andernorts nicht so schnell ist wie sie sein könnte.
Zwar hat man auch in einem Pinfeld normalerweise trotz der Widerstände fast überall turbulente Strömung, aber der Turbulenzgrad ist halt nicht so hoch wie in einem Speedchannelkühler gleicher Oberfläche und Kanalbreite.
Ein Pinfeld + Düse ist daher ein Kompromiss der alle Effekte ein wenig nutzt und bei der richtigen Dimensionierung durchaus überzeugen kann. Die Innokühler haben hingegen keine nennenswerten beschleunigenden Elemente und nutzen also im wesnetlichen nur lokale Grenzschichtüberwindung durch makroskopische Verwirbelungen. An deren Kühlleistung erkennt man, dass das allein nicht der Weisheit letzter Schluss ist. Dazu kommen aber auch noch andere kühltechnisch ungünstige Konstruktionsmerkmale (extrem dicker Boden etc.). Auf der anderen Seite ist die Kühlwirkung auch nicht so schlecht wie bei einem einfachen Kanalkühler der noch fast komplett lamiar durchströmt wird.
Wie so oft im Kühlerbau ist es also eine Optimierungsaufgabe. Man kann nicht sagen Pins oder Speedchannels sind besser - Punkt! Es geht letztlich darum, mit welcher Methode auch immer, einen möglichst guten Wärmeübergang bei den gegebenen Randbedingungen zu erreichen. Da auch die sich aber von System zu System unterscheiden, ist ein perfekter Wasserkühler, der in allen Systemen optimale Leistung liefert, einfach ein Ding der Unmöglichkeit (mal von werkstofftechnischen und mechanischen Grenzen ganz abgesehen) .
Damit stellt eine Pin-Struktur für mich im Best-Case eine Lamellenstruktur dar, bei der aber Teile der nützlichen Lamellenoberfläche durch stehendes Wasser in den Querverbindungen ersetzt wird - folglich ein Netto-Verlust an Oberfläche gekoppelt mit einem höheren Wiederstand.
Wenn das so wäre, müsste der AC Kryos ohne die Querrillen besser kühlen - das wage ich, auch wenn er eine Schlitzdüse über die gesamte Breite hätte, zu bezweifeln
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Etwas anders sieht das bei Kühlern mit unidirektionalem Fluss aus, z.B. SCW-1. Das würde mit Lamellen gar nicht funktionieren (bzw. wäre extrem teuer in der Anfertigung). Aber imho bringt das 2D-Strömungsfeld keinen Vorteil: Erwünscht ist eine hohe Strömung (siehe Verwirbelung) über den gesamten Bereich der Kühlfläche bei möglichst niedrigem Wiederstand.
Der Widerstand ist nicht ausschlaggebend - der ergibt sich. Auf geringen Widerstand optimieren bedeutet bei gegebener Strömungsenergie gleichzeitig immer Strömungsgeschwindigkeit zu verlieren. Das widerspricht sich also. Um trotzdem hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen hilft dann wieder nur mehr Pumpendurchsatz - mit den bekannten Nebenwirkungen. Das war das HighFlow-Konzept, welches bekanntermaßen gescheitert ist.
Der genannte Enzo-Kühler ist noch ein Kühler aus dieser Generation aber kein Extrembeispiel dafür. Die Kühlleitung war da ähnlich wie bei den Innokühlern nicht berauschend aber noch absolut OK - auch bei geringem Durchfluss.
Ein Kühler mit sehr engen Querschnitt innen und zunehmend größer werdenden nach außen kann das nicht erfüllen, weil das Wasser nur in einem sehr kleinen Bereich mit der optimalen Geschwindigkeit fließt.
Wenn du nur niedrigen Widerstand forderst (was nichts bringt) ist das OK, aber nicht wenn du Strömungsgeschwindigkeit forderst - das ist richtig. Beides zusammen geht aber nur wenn du die Highflow-Schiene fährt und deren Effektivität scheitert an den Randbedingungen (laute Pumpe, hoher Wärmeeintrag durch die Pumpe, Begrenzungen durch andere Bauteile im Kreislauf (Anschlüsse etc.). Das ist alles in allem kein zukunftsfähiges Konzept. Allerdings ist ein super restriktiver Kühler der zwar sehr hohe Geschwindigkeiten erlaubt aber zu viel Druck erfordert ebenso ein Konzept was an den Randbedingungen scheitert. Da müsste man dann in Richtung Verdrängerpumpen gehen.
Bezüglich der Vergrößerung der Oberfläche: Wie du schon sagst - nur wenn die Querkanäle dünner sind, als die Dicke der Lamellen. Es hat sich bei den derzeitigen Fertigungsdimensionen aber als Vorteilhaft erwiesen, die Lamellen dünner stehen zu lassen, als die minimal mögliche Kanalbreite. D.h. eine Pin-Struktur hat bei gleicher Fläche und Werkzeug typischerweise eine geringere Oberfläche.
Ist dem so? Eigentlich eher nicht - du unterschlägst dabei auch die Bodenfläche der Kanäle die am nächsten andern Wärmequelle sind und ebenfalls etwas beitragen.
(alles Theorie. Der Kryos beweist, dass irgendwo eine Lücke drin ist - oder das AC mit weniger Arbeit mehr Leistung erzielen könnte
)
Der Kryos beweist eigentlich nur dass eine sehr geringe Restbodentsärke und extrem große Oberfläche in der Struktur - wie auch immer die zustande kommt - sehr gute Kühlleistungen hervorrufen kann, aber effektiv ist der Kühler auch nicht besser als andere Top-Kühler. Allenfalls Tendenzen innerhalb der Messgenauigkeit lassen sich erahnen.
Die Frage ist einfach ob das das Ende Fahnenstange ist, oder nicht. Es kommt eben auch auf die Randbedingungen an. Je nach System ist mal der ein mal der andere Topkühler ein Quäntchen besser, aber das Niveau hat sich schon länger nicht mehr wirklich messbar verändert. Wenn man also noch mehr raus holen will liegt die Veränderung der Randbedingungen natürlich erst mal am nächsten. Will man aber an der Kühltechnik noch ein Sprung schaffen müsste ein Konzept her, was die vorhanden Methoden noch besser vereint oder eine völlig andere Methode nutzt oder hinzufügt.
Ich bin sehr gespannt ob irgendjemanden da noch was einfällt. Möglich ist alles. Viellicht sind auch alle einfach nur zu festgefahren in den vorhanden Denkstrukturen. An der Physik ändert sich nichts, aber unter einem anderen Blickwinkel betrachtet ergeben sich manchmal neue Perspektiven
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Einen richtigen Innovationsschub auf dem Gebiet erwarte ich daher nicht aus Richtung der etablierten Kühlerbauer, schon eher aus dem Eigenbau-Bereich aber noch viel eher aus einer Richtung an die wir noch gar nicht denken. Und ganz nebenbei bemerkt: So wahnsinnig wichtig ist die Kühlleitung eins Wasserkühlers nicht. Selbst Innokühler kühlen jede verfügbare CPU noch locker und wenn sie nicht korrosionsgefährdet und überteuert wären, würde man damit auch keinen Fehler machen
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), also wirklich so wie der Supreme LT, u.U. mit tieferen Kanälen um mehr Fläche zu schaffen und den Durchfluss zu verbessern.
