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Integrity Fluid XP+ - Page 5/6

Rédigé par David D. - 22/01/2005
Catégorie : Watercooling



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Mesures : performances thermiques

Définitions

La performance au niveau thermique est notamment régie par 2 caractéristiques principales : la capacité thermique et la conductivité thermique du fluide. La capacité thermique désigne la quantité d'énergie à apporter à un 1 kilogramme de fluide pour lui augmenter sa température de 1 °C. Elle est définie en joule par kilogramme et par degré (J/kg·K). Plus celle-ci est élevée, moins le fluide se réchauffera entre l'entrée et la sortie du waterblock et meilleure sera la performance. La conductivité thermique désigne l'aptitude d'un fluide à transmettre la chaleur reçue en un point donné à l'ensemble du fluide. Elle est définie en watt par mètre et par degré (W/m·K). Plus celle-ci est élevée, plus le fluide transmet rapidement la chaleur loin du point d'entrée et meilleure sera la performance (plus grande homogénéité de température au sein du fluide).

Méthodologie de mesure et résultats

En première approche, une simulation numérique 3D est réalisée sur un bloc simple, ci-contre, à un même débit volumique. On compare juste les 2 écoulements avec les 2 fluides (eau et Fluid XP+) connaissant leurs propriétés physiques. Les fluides rentrent à 20 °C dans le waterblock. On relèvera la température moyenne sur la surface de contact de 1 cm2 entre le waterblock et le core pour 100 W dissipés.

A 200 L/h imposés, l'eau donne une température moyenne de 34.9 °C alors que le Fluid XP+ donne une température de 36.1 °C, soit 1.2 °C de plus. La différence vient notamment de la baisse de près de 15 % de la conductivité thermique du fluide. La viscosité supérieure engendre également une couche limite un peu plus épaisse (zone très proche des parois où la vitesse est faible) ce qui n'est pas pour favoriser un bon transfert de chaleur entre les parois et le fluide. Le Fluid XP+ ne peut en aucun cas être supérieur à de l'eau à ce niveau.

Afin de vérifier cela dans de vraies conditions, le circuit précédent est installé sur un Pentium 4 à 3.4 GHz monté sur une Epox 4PCA3+. Entre les 2 fluides testés, on ne touche absolument pas au waterblock CPU sous peine d'introduire une erreur de mesure supplémentaire.

La température du fluide sera prise à l'aide d'un thermocouple pour avoir les écarts CPU/eau pour le waterblock. Plusieurs mesures sont faites pour avoir un maximum de données que l'on moyennera. Les valeurs sont encore données à titre indicatif, car évidemment ça dépend du débit, du waterblock et du processeur. On veillera à ce que les températures des fluides soient les plus proches possibles lors de toutes les mesures pour éviter l'influence de la température sur leurs propriétés physiques. On régulera pour cela la ventilation du radiateur en fonction de la situation. Un débit identique est également nécessaire pour bien montrer la différence à conditions purement égales, sinon la conclusion est un peu plus délicate.

Au final, les écarts de température entre le CPU et le fluide sont indiqués dans le tableau ci-dessous. Plus c'est faible mieux c'est.

Mesures à 3.5 L/min et température du fluide à 32 °C
Ecarts CPU/fluide à pleine charge3.4 GHz 1.39 V (~75 W)3.4 Ghz 1.84 V (~115 W)
Eau déminéralisée13.5 °C16.4 °C
Fluid XP+13.8 °C17.3 °C

Comme l'annonce clairement le fabricant, l'emploi de Fluid XP+ engendre bien la petite baisse attendue des performance d'à peine quelques degrés (1 à 3 °C suivant la machine utilisée). A noter que les écarts vont encore se creuser très légèrement quand le circuit sera utilisé normalement sans imposer le débit du fluide puisque la viscosité va rentrer en jeu. Néanmoins, le CPU doit dissiper pas mal pour voir une différence de manière nette.

L'explication des performances moindres, avec un liquide autre que l'eau, s'explique en partie à cause des conductivités thermiques moins bonnes que l'eau (qui n'est pas non plus très élevée). Ci-dessous, figure l'évolution des conductivités thermiques de trois fluides courants puisque l'éthylène glycol est l'un des composés du LDR.

Plus le pourcentage d'éthylène glycol est élevé, plus la baisse de conductivité est importante et plus les performances se dégraderont. L'eau reste loin devant à ce niveau là.

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