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Thermique : théorie avant pratique

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debugger


Membre
Messages : 2002

mardi 04 janvier 2005 à 21:48:15     
ça y est !!!!!

j'ai édité le post pour mettre à jour le résultat, avec des exemples

ça intéresse quelqu'un le calcul de h ?

comme le calcul fait intervenir plusieurs données, je vais peut-être faire une petite appli qui prendra en entrée toutes ces données

l'article est disponible sur cette page et c'est là que je mettrai l'appli php
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The Piranha


Membre de la confrérie des poissons rouges
Messages : 2218

mardi 04 janvier 2005 à 22:10:56     
Et dire que je me plaignais de mon cours de mécanique des fluides cet matin....

Sympa comme post, c'est une bonne idée qui nous permetera de proportionner les blocks à l'avenir...
Cependant, "je pense" que les résultats sont a prendre avec des pincettes (enfin, j'veux pas te remettre en cause, loin de là)... Parce que 0.16mm qui suffisent à perdre 1° avec une ailette de 1mm... J'sais pas j'le sens pas là...
Enfin, tu me diras, ça expliquerais les performences de blocks tels que le PQ+...

M'enfin, si il faut des ailettes si basses, on crée alors des blocs carréments HUHPDC...

Enfin, sympa quand même... (et désolé de ne pas pouvoir confirmer ce qui est dis, la thermie n'est qu'en deuxième année...)
Mastaba


Membre
Messages : 1734

mardi 04 janvier 2005 à 22:11:30     
Tient, je pensait qu' une ailette plus fine marcherait mieux au contraire
debugger


Membre
Messages : 2002

mardi 04 janvier 2005 à 22:18:09     
tout le monde le pense

l'intérêt des ailettes fines, c'est qu'on peut en mettre beaucoup et augmenter la surface d'échange
parallèlement on réduit la taille des canaux, ce qui augmente le coéf d'échange avec le fluide

attention : le calcul ne dit pas qu'il ne faut pas des ailettes fines, il dit que la hauteur n'a pas besoin d'être trop grande...

Message édité par debugger le mardi 04 janvier 2005 à 22:21:40
Rosco


Administrateur
Messages : 25926

mardi 04 janvier 2005 à 22:27:23     
Oui mais on s'en fout qu'on ait 1°C entre le haut et la bas, c'est pas ca qui compte... Je vais sortir Fluent car ca me parait bien faux tout çà , déja le h est vraiment gigantesque et ca dépendra du ratio géométrique du canal donc c'est jamais fixe dans l'équation.
Mastaba


Membre
Messages : 1734

mardi 04 janvier 2005 à 22:41:44     
mais une ailette fine chauffera plus vite qu' une épaisse, non ?
Donc ca ira plus vite dans la flotte ?
Eve


Membre
Messages : 268

mardi 04 janvier 2005 à 22:41:47     
bha tien pdt que tu y est rosco j'ai deux trois symu qui traine a faire je te les send ... c'est pas que fluen me prenne la tête mais presque
Rosco


Administrateur
Messages : 25926

mardi 04 janvier 2005 à 22:44:10     
Une fine sera + homogène en T° car la chaleur aura plus vite fait d'aller tout au bout, donc delta haut/bas plus petit.
debugger


Membre
Messages : 2002

mardi 04 janvier 2005 à 22:55:27     
la seule chose qui peut être fausse dans le calcul c'est h, c'est vrai qu'il est énorme
mais j'ai pas trouvé 2 formules identiques qui donnent Nusselt (qui donne h) en fct de Reynolds Prandtl

mais le coup du "c'est fin donc la chaleur va vite au bout" est pas bon

pour une épaisseur E, l'ailette peut transporter une quantité de chaleur Q=jS
une partie de Q part dans l'eau, il reste Q-q

pour une épaisseur E/2, l'ailette peut transporter une quantité de chaleur Q/2=jS/2 (la moitié)
une partie de Q/2 part dans l'eau, il reste Q/2-q

Q-q > Q/2-q

dans une ailette fine la chaleur ne peut pas arriver au bout si le bout est loin
alors arrêtez de dire qu'une ailette fine c'est bien parce que ça conduit mieux !!!


Message édité par debugger le mardi 04 janvier 2005 à 22:59:12
Rosco


Administrateur
Messages : 25926

mardi 04 janvier 2005 à 23:07:57     
Mais si ! On fait pas des ventirads avec des ailettes de 1mm hein ! Moins de matière a traverser = homogénéité + grande = convection + efficace
On parle pas flux de chaleur ici, mais température. On se fiche que la grosse transporte un flux plus gros, si elle est pas capable de l'évacuer efficacement ca sert à rien. Dans les vrais échangeurs microcanaux les ailettes font qques millièmes/centièmes d'épaisseur et ca marche très bien si t'es capable de pousser la flotte au travers. Y a bcp trop de simplifications de toute facon dans le problème pour avoir la variation globale, y faudrait analyser des dizaines de facteurs, c'est pas gérable à la main.
debugger


Membre
Messages : 2002

mardi 04 janvier 2005 à 23:15:25     
y'a pas tant de simplifications que ça dans le raisonnement, et d'ailleurs tout est détaillé, y'a qu'à regarder si on trouve un truc faux

maintenant que c'est frais dans ma petite tête, un rappel :

ce qui fait passer la chaleur de l'ailette vers l'eau c'est la diff de T° eau/ailette, et h (Newton)

si la T° en haut de l'ailette approche la T° de l'eau, ça ne contribue plus à évacuer la chaleur dans l'eau
ça veut dire que l'eau qui devait recevoir de la chaleur du haut de l'ailette n'en reçoit pas

c'est pour ça qu'on a intérêt à avoir une hauteur limitée !
c'est pour optimiser, maintenant si l'ailette est trop haute, ça marchera quand même hein

on a la tête dure......

Message édité par debugger le mardi 04 janvier 2005 à 23:20:50
Rosco


Administrateur
Messages : 25926

mardi 04 janvier 2005 à 23:18:41     
Ca en recoit toujours une partie, c'est une évolution continue dans l'ailette, la limite ultime étant la T°eau...
De toute facon tu ne peux pas décider de la hauteur sans prendre en compte tout ce qui a autour car tout est relié d'une manière ou d'une autre (h au ratio géo, pdc induisant baisse débit donc baisse Rcalorifique, donc augmentation DeltaT eau In/out donc augmentation de la T° des ailettes qui sont pas du tout homogènes suivant leur longueur, etc., donc ca sert a pas grand chose..
debugger


Membre
Messages : 2002

mardi 04 janvier 2005 à 23:26:46     
pourtant avant on disait "il faut une hauteur de 4mm pour du µcanaux", complètement au pif

avec la formule, qui est juste, et avec de bonnes valeurs numériques, on ne dira plus n'importe quoi...

EDIT : comment tu fais pour éditer tes messages sans que ça apparaisse ??? c'est cool d'être admin...

Message édité par debugger le mardi 04 janvier 2005 à 23:29:14
debugger


Membre
Messages : 2002

mardi 04 janvier 2005 à 23:50:10     
c'est bizarre qu'on soit pas d'accord sur un truc aussi objectif et rationnel...

si tu trouves que tout ça risque de décrédibiliser tout ce que t'as dit, j'arrête là sur ce sujet (ce site est trop cool pour que je risque d'être banni !)

en plus c'est pas aujourd'hui que tu te laisseras convaincre par des idées autres que les tiennes (moi non plus remarque ), et peut-être tous les autres dans ton sillage !

on a toujours fait des wb homemade sans calcul alors on peut continuer à faire sans !

Message édité par debugger le mardi 04 janvier 2005 à 23:53:40
The Piranha


Membre de la confrérie des poissons rouges
Messages : 2218

mardi 04 janvier 2005 à 23:55:31     
Rosco est un petit cachotier

QUOTE
c'est pour optimiser, maintenant si l'ailette est trop haute, ça marchera quand même hein

Exactement vrai cette phrase... D'ailleur vu que ça marche quand même, bah moi (c'est mon humble avis) j'preffere avoir une hauteur trop grand, voir beaucoup trop grande, car le circuit ne se limite pas à l'échangeur CPU/eau... Je prefère donc perdre quelques degrés (allez, au pire sur un block de ce type, ça doit être 1-2° d'écart...) parce que mes ailettes sont trop hautes, que perdre tout plein de degrés parce que mon block a trop de PDC (ou alors limiter le circuit derrière...)
Désolé c'est mon petit coté pragmatique....

Dans le cas qui nous intéresse, il faudrais soit faire une simu totale d'un circuit de watercooling (infaisable...), soit faire des bon p'tits test d'un circuit complet avec un warteblock "réglable en hauteur", tests d'après lesquels on pourrait par la suite déduire des aproximations mathématiques...

Car ce qui nous intéresse le plus est (enfin pour moi) de trouver le meilleur ratio peformence/PDC, pour avoir un circuit performant sans avoir besoin d'une laing par exemple... (euh de mon coté, l'intérèt du watercooling est de faire taire mon PC a moindre frais... et puis si possible de le démocratiser...)

Après chachun sa vison du WC...


Sinon, la forumle que tu nous offres peut être intéressante pour un rad passif (ou faiblement ventilé ou même très bien ventilé), cas dans lequel il vaut mieux que la température en bout d'aillette soit la plus proche possible de l'eau....


edit: franchement si quelqu'un veux se lancer dans le test avec wb "réglable" (ou différents wb suffisment similaires...), j'applaudis et j'suis prêt à lui apporter le peux d'idiée que j'ai car c'est vraiment un voie à explorer...

Message édité par The Piranha le mardi 04 janvier 2005 à 23:57:53
Rosco


Administrateur
Messages : 25926

mercredi 05 janvier 2005 à 00:30:39     
J'ai essayé de m'approcher le + possible de ton cas, avec un écoulement "réel" qui le traverse (base 2mm). Seul le canal échange de la chaleur, le reste est adiabatique :

debugger


Membre
Messages : 2002

mercredi 05 janvier 2005 à 00:54:37     
cool !!! ça continue
merci

c'est une bonne simu qui permet de voir qu'à 4 mm de la base, on a perdu 10°
dans cette simu réaliste, il n'y a pas les simplifications que j'ai faites :
- T° ailette constante dans le sens de la longueur
- T° eau constante

en fait tu as raison : on se fout que le haut soit à 1° de la base, ce qu'il faut c'est que le haut soit chaud par rapport à l'eau, donc je vais modifier ça dans le calcul
je vais prendre T°haut entre T°base et T°eau, T°haut = (T°base + T°eau ) /2

y'a moyen d'intégrer l'épaisseur dans ta simu ? car en divisant par 2 peut-être qu'on verra que la moitié de l'ailette sera bleue

Message édité par debugger le mercredi 05 janvier 2005 à 01:45:30
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 28148

mercredi 05 janvier 2005 à 02:43:38     
parler d'ailette "chaude" est un non sens a mon avis nan ?
debugger


Membre
Messages : 2002

mercredi 05 janvier 2005 à 12:29:15     
si l'ailette est "froide", elle ne transfert aucune chaleur dans l'eau
"chaude" veut seulement dire "à température supérieure à celle de l'eau"

j'ai édité le post pour supprimer l'ancien écart de 1°, d'ailleurs sur un des graphiques on voit bien que c'est pas ça qui compte (merci Rosco, des nouvelles pour l'épaisseur dans ta simu ?)

j'ai aussi pris une valeur de h qu'on voit souvent dans la littérature (5000, mais sans justification de calcul) pour voir ce que ça donne

en fait, maintenant le problème c'est de calculer h correctement
Tyrou


★ Jet Lag Addict ★
Messages : 21926

mercredi 05 janvier 2005 à 12:43:16     
"calculer h", ça me semble tres optimiste, au mieux, on va trouver une approximation pas trop mal pour un modele d'ailette, vu le nombre de parametres en jeu

kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 28148

mercredi 05 janvier 2005 à 13:04:02     
QUOTE (debugger @ Jan 5 2005, 11:29 AM)
si l'ailette est "froide", elle ne transfert aucune chaleur dans l'eau
"chaude" veut seulement dire "à température supérieure à celle de l'eau"

j'ai édité le post pour supprimer l'ancien écart de 1°, d'ailleurs sur un des graphiques on voit bien que c'est pas ça qui compte (merci Rosco, des nouvelles pour l'épaisseur dans ta simu ?)

j'ai aussi pris une valeur de h qu'on voit souvent dans la littérature (5000, mais sans justification de calcul) pour voir ce que ça donne

en fait, maintenant le problème c'est de calculer h correctement

si l'ailette est froide elle refroidi la base , point de vue frigories
debugger


Membre
Messages : 2002

mercredi 05 janvier 2005 à 13:17:54     

en fait calculer h lui-même est facile, c'est le Nusselt qui n'est pas clair

coefficient de transfert convectif
nombre de Nusselt
nombre de Reynolds
nombre de Prandtl

selon la plage de valeurs de Reynolds et Prandtl, les valeurs a, b et c changent

ici j'ai Re=575 et Pr=3,6 et pour ça j'ai trouvé comme formule (Re<2000 écoulement laminaire)

mais pour la même plage j'ai aussi trouvé d'autres formules (0,332 au lieu de 0,664), alors c'est pas clair

les valeurs pour l'eau à 50°C
conductivité thermique
capacité thermique
vitesse (section 50mm²)
viscosité dynamique
masse volumique
largeur du canal

c'est avec ces valeurs que j'ai trouvé h=77635 W/°K/m² !!!
Uncle`BuZZ


Membre
Messages : 272

mercredi 05 janvier 2005 à 13:25:25     
ce qu'on cherche c'est à avoir la base de l'ailette le plus froid possible... si le haut de l'ailette est froid on s'en tape, si il est chaud aussi, ce qui compte c'est l'influence que ca a sur la température de la base.

QUOTE
c'est pour optimiser, maintenant si l'ailette est trop haute, ça marchera quand même hein


Oui mais ca sera moins efficace, car comme tous les paramètres dépendent les uns des autres, une hauteur plus grande inqique une section plus grande, un débit plus grand -> influence sur h

Section plus grande = vitesse à la parois différente -> influence sur h

Il faudrai que le calcul prenent comme consigne ce que la pompe peut faire passer, à savoir que si on change la hauteur de l'ailette on change le débit, donc on change h et donc faut reaire le calcul...

si tu te fixe un débit et que tu calcul la hauteur d'ailette optimum pour ce débit, ben en fait tu te retrouve avec un résultat qui change le débit, donc faudrait inclure le calcul des PDC en fonction de la hauteur de l'ailette, et ca te fait des calculs qui bouclent et t'en a pour un moment peut être avant d'avoir un vrai résultat optimum....
debugger


Membre
Messages : 2002

mercredi 05 janvier 2005 à 13:27:04     
QUOTE (kissagogo27 @ Jan 5 2005, 12:04 PM)
si l'ailette est froide elle refroidi la base , point de vue frigories

j'ai compris ! en fait on dit la même chose

ailette froide par rapport à la base (pour pomper la chaleur de la base = refroidir la base)
ailette chaude par rapport à l'eau (pour évacuer la chaleur dans l'eau = chauffer l'eau)

ça y est on est d'accord ?
Rosco


Administrateur
Messages : 25926

mercredi 05 janvier 2005 à 13:29:56     
Nu se calcule pas comme ca dans un canal. Une des extrapolation issues d'expérience est basée sur le diamètre hydraulique du canal et y a au moins 6 termes dans le calcul... Des équations pour Nu y en a des centaines suivant si c'est une plaque (horizontale, verticale), un tube, etc., et suivant comment tout ca est chauffée, etc.....
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