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Kit 1A-Cooling BlackLord 120 - Page 5/9

Rédigé par David D. - 22/09/2004
Catégorie : Watercooling



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Pertes de charges des éléments

La connaissance de la courbe de perte de charge (= perte de pression) d'un élément est essentielle pour comprendre d'où vient sa propension à s'opposer plus ou moins au débit qu'on tente de lui imposer. Il est bon de rappeler qu'il faut toujours faire en sorte de brider le moins possible ce débit, ou du moins de le faire intelligemment, pour maximiser la performance d'un élément quelconque. Il y a des moyens très simples qui permettent des gains intéressants en débit sans que la structure du waterblock ne soit changée car certains pensent à tord qu'un simple raccord par exemple a peu d'importance, or c'est faux ! Des pertes de charge faibles permettent d'utiliser une petite pompe qui fera le même travail qu'une grosse. Trop de gens achètent des grosses pompes qu'ils brident d'office avec des raccords minuscules, ou pire des coudes, en pensant que la pression disponible légèrement plus élevée va entraîner une révolution dans leur système, fatal error ! Attention ça ne signifie pas non plus qu'un système avec un très haut débit sera plus performant qu'un autre à faible/moyen débit si le waterblock est mal conçu...

Pour relever les courbes de pertes de charge j'utilise un débitmètre Swissflow (précision ±1 % de la lecture) couplé à un fréquencemètre (précision ±0.01 %) ainsi que 2 manomètres à eau pour obtenir le différentiel de pression entre l'entrée et la sortie d'un élément grâce à 2 prises de pressions statiques. En imposant un débit connu à l'aide d'une pompe Dangerden D4, on peut ainsi établir la courbe de perte de charge sur une large plage de débit. On obtient une courbe caractéristique d'allure parabolique qui traduit le fait que la perte de charge quadruple presque si le débit double, ou autrement dit que pour doubler le débit dans le circuit il faut fournir ~4 fois plus d'effort. Voici le débitmètre utilisé :

Un procédé similaire est employé pour relever la véritable courbe de pompe en mesurant la pression de sortie de pompe en fonction d'un débit variable (l'entrée étant directement dans le réservoir sans embout). Du fait de la relative importance de la perte de charge du débitmètre on ne peut pas balayer toute la plage de débit mais ça n'est pas vraiment important car il s'agit de la zone non utilisée en général (suivant le circuit) tout à droite.

L'obtention de toutes ces mesures a pour but final de mesurer le débit dans le circuit 1A-Cooling de manière non intrusive. En effet, je ne mets pas le débitmètre directement dans le circuit car il fausserait la mesure (perte de charge non négligeable). Un débitmètre magnétique à perte de charge nulle serait idéal, mais coûte excessivement cher mais ce n'est pas grave car on peut mesurer ce débit de manière indirecte. En connaissant la courbe de perte de charge du waterblock par exemple, il suffit d'obtenir sa valeur une fois placé dans le circuit réel en fonctionnement et le tour est joué. Les prises de pression étant de simples tubes, elles ne changent pas le débit réel. Une fois cette perte de charge mesurée, il suffit de voir à quoi elle correspond en débit sur la courbe du waterblock obtenue préalablement.

Ci-dessous quelques vues de l'appareillage et des moyens de mesure de ces débits et pertes de charge :

Pour avoir des points de comparaison, j'ai testé un maximum de choses en y incluant des petites modifications sur le 1A-HV3. En effet, en y regardant de plus près on se rend compte, malgré la surépaisseur centrale, que les embouts une fois vissés descendent assez profondément (filetage BSP cylindrique). Cette situation provoque une perte de charge supplémentaire qui n'a aucune raison d'exister car on obstrue partiellement l'entrée et les sorties vers la structure interne et on présente un mur à l'eau qui arrive sur lequel elle vient s'écraser puisque la sortie des embouts est très proche du fond. On va donc évaluer le 1A-HV3 avec des embouts à filetage conique (passage interne de diamètre 8 mm) qui vont venir se bloquer au bout de quelques tours et laisser un passage bien plus important et moins contraignant pour l'eau. On l'appellera "1A-HV3 moddé" pour la suite du dossier et l'on va voir que cette modification n'est pas superflue. Tous les autres éléments subiront la même chose pour comparer les gains en débit avec un circuit modifié de cette manière :

Voilà donc ce que l'on obtient après le tracé des points relevés :

On remarque tout de suite que la perte de charge du 1A-HV3 est très élevée, ce qui rend difficile le passage d'un débit soutenu sans une grosse pression en entrée, mais ce n'est pas pour autant qu'il est mauvais ! Cette perte de charge est due en partie aux fins canaux tortueux mais aussi à la petitesse des entrées/sorties pour aller vers ces canaux. En regardant l'intersection de la courbe de perte de charge du 1A-HV3 et la courbe de pompe, on obtient le débit qui passerait dans la situation imaginaire où le waterblock serait seul avec la pompe sans tuyaux. Autrement dit, cela représente la limite haute inaccessible du débit que l'on pourrait avoir pour une pompe donnée. Par exemple avec une Eheim 1048 et le 1A-HV3 d'origine, vous ne pourrez pas avoir un débit supérieur à 1.6 L/min soit 96 L/h. Il faut encore retirer les pertes de débit engendrées par tout ce que vous aurez introduit dans le circuit donc au final il ne reste plus grand chose. A l'inverse, un waterblock tel que le Zytrablock autorisera, avec la même pompe, un débit maximal de l'ordre de 6 L/min soit 360 L/h puisqu'il possède une faible perte de charge.

Si l'on imagine la courbe d'une pompe puissante du type MCP600 (~700 L/h et 3.2 mH2O maxi) sur le graphique du dessus, on se rend compte que le débit maximal qui pourrait passer dans un 1A-HV3 d'origine serait d'environ 2.4 L/min soit 144 L/h (+50 %). Cela représente un gain faible par rapport aux moyens déployés en terme de volume débité et non pas en pourcentage. Le Zytrablock en profiterait beaucoup plus avec un débit maximal qui passerait à 8.2 L/min environ soit 492 L/h. La perte de charge du BlackLord est également relativement conséquente puisqu'il s'agit d'un fin tuyau de cuivre qui subit une dizaine de virages à 180° à travers les ailettes.

L'un des points intéressants concerne le 1A-HV3 moddé car le simple changement d'embout permet une diminution nette de près de 40 % de la perte de charge du waterblock. Attention, ça ne signifie pas du tout qu'on a 40 % de débit en plus, ce sont 2 choses différentes. Le gain obtenu avec le waterblock seul est de l'ordre de 0.5 L/min soit 30 L/h sans rien faire de sorcier. Encore plus fort et cette fois sans rien modifier, on injecte le débit par la sortie OUT du waterblock d'origine et à la surprise générale la perte de charge diminue aussi d'environ 40 % pour se confondre avec celle du changement d'embout. J'ai oublié de tester le bloc moddé à l'envers par contre, mais c'est encore forcément mieux... Le fait de passer à l'envers ne changera pas beaucoup la performance, mais le gain en débit peut être bénéfique si d'autres waterblocks sont montés en série par exemple.

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