How Much Heat can be Extracted from a Heat Sink? [Archiv]

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up¦²

2004-10-28, 14:22:23

Elrood

2004-10-28, 14:46:56

Nunja..Aerodynamische Beweisführungen sind immer mit Vorsicht zu geniessen!
:|
Als Beispiel:
Falls es jemand nich nicht wissen sollte: Die Hummel ist eigentlich fluguntauglich:
http://www.arminwitt.de/groll.html

:)

Korak

2004-10-28, 15:10:07

http://www.electronics-cooling.com/assets/images/2003_May_A3_Figure10.jpg

Sehr erstaunlich :eek:
Also es spielt keine große Rolle ob nun Alu oder Kupfer, sondern die optimale Anzahl Rippen ist entscheidend!
Jetzt versteh ich endlich zwei Umstände:
a) Warum AMD Kühler so jämmerlich kühlen: viel zu viele feine Rippen, zwar viel Oberfläche, aber zu viel Luftwiderstand!
b) Warum das Konzept von Arctic Cooling so genial ist: optimale Pippen: grob aber optimales Verhältnis Oberfläche und Luftwiderstand!

http://www.electronics-cooling.com/html/2003_may_a3.html

Das ist ja uch der Grund warum es immer wieder ganz 'tolle' Disigns von Kühlern gibt. Wer kein Geld für Forschung hat versuchts eben mit dem "Try-and-error"-Prinzip ;)

@ Elrood

Eine Hummel sollte sowohl eigentlich als auch sonstwie fliegen. Wenn Wissenschaftler sagen, dass das nicht funktionieren soll heisst das nur, dass die Theorie dahinter unausgereift ist.

Silent3sniper

2004-10-28, 15:12:04

@ Elrood

Eine Hummel sollte sowohl eigentlich als auch sonstwie fliegen. Wenn Wissenschaftler sagen, dass das nicht funktionieren soll heisst das nur, dass die Theorie dahinter unausgereift ist.

Natur = unausgereift? :|

Funky Bob

2004-10-28, 15:14:55

Natur = unausgereift? :|

Was hat die unausgereiftheit einer Wissenschaftlichen Formel mit der Natur zu tun? ;)

Simpel gesagt: Die Formel dafür muss irgendwo nen Fehler aufweisen oder uns ist bis jetzt noch etwas bei der Hummel entgangen :)

Cyphermaster

2004-10-28, 15:19:47

Was hat die unausgereiftheit einer Wissenschaftlichen Formel mit der Natur zu tun? ;)

Simpel gesagt: Die Formel dafür muss irgendwo nen Fehler aufweisen oder uns ist bis jetzt noch etwas bei der Hummel entgangen :)

Der Ansatz war einfach falsch. Man müßte genauer sagen, daß eine Hummel nicht nach den Gesetzmäßigkeiten der Aerodynamik fliegt.

AFAIR nutzen solche Insekten durch ihren Flügelschlag erzeugte Wirbel, um sich in der Luft zu halten - während bei der Aerodynamik über unterschiedlich strömende Luft ein Druckunterschied über einer Oberfläche generiert wird.

Huhn

2004-10-28, 15:36:49

Der Ansatz war einfach falsch. Man müßte genauer sagen, daß eine Hummel nicht nach den Gesetzmäßigkeiten der Aerodynamik fliegt.

AFAIR nutzen solche Insekten durch ihren Flügelschlag erzeugte Wirbel, um sich in der Luft zu halten - während bei der Aerodynamik über unterschiedlich strömende Luft ein Druckunterschied über einer Oberfläche generiert wird.
@ cyphermaster: was hast du studiert wenn ich fragen darf?
eine vergrösserung der oberfläche sorgt immer für einen besseren kühler. die frage ist nur wie stark muss der lüfter sein. bei microfins muss er schon sehr stark sein und ist damit auch sehr laut.

Elrood

2004-10-28, 16:04:15

Worauf ich hinauswollte mit der Hummel: Diese wissenschaftliche Arbeit sollte man dann aber genauso betrachten!

Ist halt reine Theorie. Ich verlass mich da lieber auf Praxiserfahrungen...

Cyphermaster

2004-10-28, 16:04:42

@ cyphermaster: was hast du studiert wenn ich fragen darf?
eine vergrösserung der oberfläche sorgt immer für einen besseren kühler. die frage ist nur wie stark muss der lüfter sein. bei microfins muss er schon sehr stark sein und ist damit auch sehr laut.

Umwelttechnik-Ing.; sowohl Strömungssimulation als auch Luftfahrttechnik als Wahlfach belegt. Die Info mit der Hummel allerdings stammt -wie gesagt AFAIR- aus NANO (Wissenschaftssendung auf 3sat). :)

Elrood

2004-10-28, 16:07:14

Die Info mit der Hummel allerdings stammt -wie gesagt AFAIR- aus NANO (Wissenschaftssendung auf 3sat). :)

Ist aber weit über den Sendebereich von 3Sat hinaus bekannt. :smile:

Hab zum erstenmal in einem Tom Clancy Roman davon gelesen und mich dann mal im Inet umgeschaut

Cyphermaster

2004-10-28, 16:11:03

Zum Bild sollte man auch unbedingt folgendes angeben:

Figure 10 shows Tj as a function of number of fins. Increasing fin number beyond 15 causes Tj to increase. Even though the surface area is increasing, it causes a higher pressure drop in the heat sink, and therefore, a decrease in the flow rate. The exact number of fins varies with the air velocity.

Das heißt schlicht und ergreifend, daß für den betrachteten Fall/Kühlkörper alles über 15 Kühlfinnen so viel Widerstand erzeugt, daß der positive Effekt größerer Oberfläche durch den negativen Effekt größeren Strömungswiderstandes (= sinkender Luftstrom) überholt wird. Das heißt nicht, daß es eine optimale Finnenanzahl nicht gibt - aber daß das schlichtweg absolut abhängig von den Randbedingungen ist, wie es Rob schon gemeint hat. Kurz: nix wirklich Neues.

Elrood

2004-10-28, 16:25:48

Hm, stimmt. Da müssen wir ja nicht mal die Hummel bemühen um den Artikel als fragwürdig zu überführen. Man kann die Arbeit aber als Grundlage für andere ceteris paribus Betrachtungen mit verschiedenen Lüfter/Luftstrom gebrauchen und nach ein paar hinrichend guten Lösungen suchen (dBA im Verhältnis zur Kühleistung)

Da sollte sich was machen lassen. Aber niemals die praktische Komponente vergessen.

Cyphermaster

2004-10-28, 17:09:58

Das funktioniert imho auch nicht sonderlich gut. Man muß bedenken, daß die über diesen Artikel ermittelten Ansätze sich auf sehr bestimmte Strömungsbedingungen, ein bestimmtes Kühlkörperdesign etc.pp. beziehen. Wenn ich jetzt davon auch nur leicht abwechende Randbedingungen in Sachen Kühlkörper-Design, Anströmung, Lüfter-Design und -Charakteristik usw. setze, ist das Ganze in der Praxis sehr schnell relativ wertlos, weil die Varianzen in der Berechnung zu groß werden.

up¦²

2004-10-28, 17:21:25

Elrood

2004-10-28, 17:23:00

Das ist richtig. Aber ich hab "ceteris paribus" (Unter sonst gleichen Bedingungen) ja nicht aus Jux gewählt. :smile:

Ich willl ja nur versuchen wenigstens ein wenig Sinn in diese Arbeit zu bringen, und das erscheint mir als der einzige Weg.

LOCHFRASS

2004-10-28, 17:44:20

Bei Flüssigkühlung würde das aber auch bedeuten, das auch da erst genügend Rippen eingearbeitet sein müssen, um überhaupt optimal über die entsprechende Oberfläche die Wärme ab zu führen.
Mit ein paar gefräßten Kanälen ist es also nicht getan.

Die Oberflaeche ist vollkommen ausreichend fuer die max. 150-200W, die man mit nem PresHot unter Extrembedingungen schaffen kann, aktuelle Designs zielen mehr auf Verringerung der Grenzschicht ab. Das laesst sich z.B. durch erhoehten Druck (Duesenkuehler, etc.) erreichen.

Gast

2004-10-28, 21:05:12

solange man mit laminaren strömungen arbeitet, kann man sicherlich mit schaffbaren aufwand ein kühlerdesign optimieren bzw. verifizieren. leider wird es insbesondere bei turbulenten strömungen nahezu unmöglich solch ein system zu simulieren, doch gerade turbulenzen bieten ein hohes potenzial zur verbesserung der kühlleistung (einfach gesagt kann an der grenzfläche mehr wärmetausch stattfinden ), diesen umstand machen z.b. den erfolg der düsenkühler aus.

eine entsprechend ausgestattete firma (hochleistung rechner, jede menge zeit und ingenieure und geignete tools) könnte bestimmt theoretischer an das optimierungsproblem herangehen, aber im endeffekt beruht vieles im ausprobieren
und verändern der diversen möglichen parameter.

es zeigt sich ja achon im einfachen fall, dass allein z.b. der wechsel des lüfters bei einem bestimmten kühlkörper die performance massiv beeinflussen kann.

nicht umsonst geben die formel 1 teams millionen von euros/dollars für extrem teure windkanalstunden aus, um am design zu feilen, denn die computersimulation sind einfach zu ungenau....