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Conception d'un heat pipe pulsé (PHP)

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orionjmr


Membre
Messages : 9

lundi 28 octobre 2013 à 08:03:52     
Bonjour,

J'ai pour projet de réaliser un Ventirad basé sur la technologie PHP. J'ai récolté le maximun d'information sur le sujet afin de réaliser un modèle fonctionnel. Cette technoligie présente l'avantage d'une réalisation beaucoup plus simple avec des performances supérieures au HP utilsée sur les ventirads actuels. Je travail sur ce projet depuis plusieurs semaines et j'ai réalisé en CAO plusieurs versions (6) afin d'obtenir une réalisation à la portée d'un amateur correctement équipé en outillage. Afin de finaliser mon 3D, j'aurai besoin des plans côtés de toutes les pièces des fixations (INTEL et AMD) sur la carte mère car je n'ai pas trouvé ces informations sur le Net et elles me sont nécessaire pour réaliser l'évaporateur au niveau du processeur. Je souhaite également discuter de cette technologie avec toutes personnes intéressées par ce projet.


L'objectif de ce projet est de réaliser un ventirad de dimension réduite pouvant dissiper plus de 100W avec un coût de réalisation le plus bas possible, la version actuelle comporte un évaporateur de 40x70 mm, les dimensions générales sont de 141 (h) x 80 (l) x 92 (p). le pouvoir de dissipation et estimé à 9,5 W/° au niveau des tubes dans la zone du condenseur (calcul simplifié). il sera équipé d'un ventilateur de 92. Le liquide calopeurteur sera de l'acétone pour sa facilité d'approvisionnement et sa température de changement de phase (56° à pression atmosphérique).

Pour la réalisation mécanique, je pense avoir trouvé une solution satisfaisante, il me reste à trouver une solution pour la pocédure de remplissage.

Merci d'avance de vos réponses

Salutations;
Google




     
orionjmr


Membre
Messages : 9

lundi 28 octobre 2013 à 14:04:00     
Bonjour,

Désolé pour l'erreur dans le titre mais je pense que vous aurez rectifiés de vous même. En complément d'info, ce type de heat pipe est en cour d'évaluation chez un constructeur automobile nationnal afin d'assurer le refroidissement des composants de puissance de la commande de la motorisation électrique.

Bonne journée:)

Salutation;
Rosco


Administrateur
Messages : 25913

lundi 28 octobre 2013 à 21:30:12     

Il te faut les entraxes de quels sockets pour la fixation ?

Le LGA115x c'est sur un carré de 75 mm, le LGA775 sur un carré de 72 mm, le LGA1366 sur un carré de 80 mm... Ces données sont fournies dans les datasheets mécaniques chez les 2 fondeurs.
orionjmr


Membre
Messages : 9

mardi 29 octobre 2013 à 06:41:07     
Bonjour Rosco ,

Je cherche les info pour le LGA 1150. Je vais aller voir les datasheets sur le site des fondeurs pour avoir les dimensions et regarder dans un premier temps pour réaliser des fixations pour INTEL. Il semble qu'il est possible de réaliser une fixation commune pour INTEL avec des trous simples ou oblongs. Merci beaucoup.

Salutations;
Rosco


Administrateur
Messages : 25913

mardi 29 octobre 2013 à 21:29:32     
Je l'ai déjà donné alors. LGA 115x c'était pour évoquer le regroupement 1150, 1155 et 1156, puisque ce sont les mêmes entraxes, soit 75 mm. Comme tous les sockets Intel récents sont basés sur un carré, il suffit de faire des trous oblongs effectivement sur les diagonales en partant de 72 jusqu'à 80 mm. On peut aussi faire des trous (72 et 75 vont se chevaucher légèrement), ça permet + de précision dans la fixation et d'être pile au dessus du trou du socket sans partir de travers.
L'Ours


dry noob (● ̄(エ) ̄ ●)
Messages : 2320

mardi 29 octobre 2013 à 21:38:12     
Voici déjà un lien pour des backplate et les dimension des fixation.

Je me rappel d'un éclaté du socket 1155. Je te met ça dès que je le retrouve.

premier

deuxième après edit

Message édité par L'Ours le mardi 29 octobre 2013 à 21:38:51
orionjmr


Membre
Messages : 9

mercredi 30 octobre 2013 à 13:39:08     
Bonjour,

Merci pour vos réponses, je vais pouvoir poursuivre le 3D pour la fixation.

Bonne journée.

Salutations;
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 octobre 2013 à 18:33:11     
Il te faudra de bonnes soudures ^^

Pourquoi ne pas utiliser de l'eau sous depression? pas de pompe a vide?
orionjmr


Membre
Messages : 9

mercredi 30 octobre 2013 à 20:23:15     
Bonsoir Zytrahus,

Pour la soudure, je pense que c'est pas un problème, elle seront réalisé à l'argent pendant la procédure de remplissage.

l'utilisation de l'eau nécessite l'utilisation d'une pompe à vide pour obtenir un point d'ébullition proche des 40° d'après les informations récoltées sur le net dans les différents forums que j"ai consultés si leurs infos sont exactes. Dans les documents que j'ai trouvés, concernant les caluducs PHP, l'utilisation d'eau semble confirmer ces informations.

Le choix le l'acétone présente l'avantage d'obtenir un point d'ébullition proche des 45°.

Voici une vue du ventirad PHP à la dernière version, il reste encore du travail pour avoir une version réalisable (fixation carte mère, fixation ventilateur, ...).

Image

Me confirmer si le lien fonctionne, j'ai pas l'habitude de ce site.

Salutations;
orionjmr


Membre
Messages : 9

mercredi 30 octobre 2013 à 20:25:54     
Image

Je pense que ce lien est meilleur
L'Ours


dry noob (● ̄(エ) ̄ ●)
Messages : 2320

mercredi 30 octobre 2013 à 22:36:28     
Nan marche pas. essai comme ça: [img*]http://imagik.fr/view/55745[/img*] mais sans les *
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 octobre 2013 à 22:42:08     
avec l'eau et une pompe a vide (et manometre) tu peux ajuster a la pression que tu veux pour obtenir la temperature d'ebulition que tu veux.

en pratique ce serait plus simple a mettre en oeuvre qu'avec de l'acetone. Tu ne veux pas remplir ton cooler avec acetone liquide + reste du volume rempli d'air - puisque l'air ne fera que du mal a la performance globale. Donc il te faudra de toute facon tirer au vide et injecter l'acetone par depression, auquel cas il faudra calculer exactement les volume liquides/vapeurs pour assurer que tu finis avec 100% d'acetone avec une pressure interne d'1 atm.

donc quitte a utiliser la pompe a vide, autant faire simple et d'abord remplir d'eau liquide, puis tirer au vide (ou a la pression desiree) ensuite.

J'ai fait des PHP a plusieurs reprises a mon travail avec de l'eau tiree au vide a 0.1 bar @ 25C ambient. ca fonctionne tres bien. Mais toute la subtilite des PHP reside dans un bon design (taille des canaux, prise en compte des effets de gravity, bon retour liquide). Ca se complique nettement quand il s'agit d'avoir un cooler qui doit fonctionner dans n'importe quelle orientation puisque ces effets de gravite sont clairement les plus gros problems dans le design et qu'il est super difficile de faire un PHP independant de la gravite. C'est pour ca que les HP traditionnels sont si populaires.
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 octobre 2013 à 22:42:58     
Image
orionjmr


Membre
Messages : 9

jeudi 31 octobre 2013 à 01:24:28     
Merci de vos commentaires, mais le choix du liquide n'est pas encore fixé et donc j'ai encore le temps de réfléchir.

Le caloduc pulsé (PHP) est une technologie différente des caluduc standard. Un PHP est composé d'un tube lisse à l'intérieur formant plusieurs boucles. C'est un tube capillaire dans lequel se forme des bouchons de liquide séparés par des bulles de vapeur en nombre et dimension totalement aléatoire. il n'est pas sensible à la gravité et peut donc fonctionner dans toutes les positions. La géométrie n'a pas d'importance dans le fonctionnement. le réseau peut être ouvert ou fermé, le fonctionnement est le même.

Les bouchons de liquide et les bulles de vapeur se déplace dans le réseau en fonction des variations de pression lors de la formation ou la disparition des bulles dans la partie condensation ou évaporation. En gros plus tu chauffes et plus le réseau est agité et plus il évacue de chaleur.

Cet technologie est relativement récente (1990) et aucun modèle mathématique n'est capable de décrire sont fonctionnement. pour le moment, seul les données expérimentales.

les données importantes sont :

- un nombre de boucles > 5 mais pas trop grand pour éviter les pertes de charge.
- un diamètre adapté à le capillarité du liquide mais pas trop petit toujours pour limiter les pertes de charge.
- Un taux de remplissage de 50 à 60%.

Les performance sont de l"ordre de 15 à 45 W/cm2 en standard pouvant atteindre 145W dans les meilleurs réalisations. les réseaux testés en laboratoire évacuent des puissances supérieures à 2KW en maintenant des températures inférieures à 100° au niveau des éléments de chauffe.

Concernant le remplissage, mon idée est de me servir du principe du vase d'expension. Au départ, je pose mon VE à une extrémité du tube, l'autre est ouverte. quand le réseau est rempli, je pince le tube avec une pince étau, coupure du tube et soudure pour l’étanchéité. ensuite dans le VE je repère le niveau de liquide pour avoir un TR de 50 à 60%, chauffe au bain marie pour qu'il se forme de bulle de vapeur dans le réseau, donc normalement le niveau dans le VE doit monté. Une fois le niveau atteint, je pince le tube, coupure et soudure pour l'étanchéité. comme c'est un tube capillaire, c'est que du liquide qui doit ressortir.

Normalement à l'intérieure du réseau il n'y a que des bouchons de liquide et des bulles vapeurs à la fin de l'opération et pas d'air. c'est du moins ce que j'imagine.

Mais il est vrai que la procédure normale de remplissage est un tirage au vide et l'injection de la quantité de liquide nécessaire.

Salutations;
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

jeudi 31 octobre 2013 à 05:07:10     
Mon dernier date d'il y a moins de 6 mois, mes conduites faisaient environ 3mm interne et malgre le faible diametre je sentais clairement des effets de gravite selon l'orientation. Ca "fonctionne" dans toutes les directions, mais dans mon cas il me fallait un niveau de performance similaire entre les differentes orientations, ce qui n'etait pas le cas. J'avais fait des essais avec de l'ether aussi ^_^ ca pulsait bien
orionjmr


Membre
Messages : 9

jeudi 07 novembre 2013 à 20:36:14     
Bonjour Zytrahus,

Comme tu connais les PHP et que tu en as déjà réalisés, as-tu des indications sur le niveau de performance de tes réalisations?
Combien de boucle comportait ton caloduc? Pour le moment, je bute sur le problème de la partie refroidissement car sur une spirale continue, il n'est pas possible d'installer des ailettes. penses tu que la procédure de remplissage que j'envisage est bonne?

Merci d'avance.

salutations;
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

jeudi 07 novembre 2013 à 22:07:51     
Le premier ne comportait qu'une boucle avec un evaporateur dedie (2500 pins de 0.5 mm). Le condenseur etait tres simple 5 tubes de 10mm ID en // les uns des autres. C'etait il y a 6-7 ans, la pulsation etait incontrollable surement a cause du fait qu'un bouclage ne se mettait rarement en place vapeurs partant dans les deux directions, retour fluide a contre courrant donc loin d'etre ideal puisque la vapeur etait contree par les gouttes de liquide. J'avais teste avec 150W de charge (condenseur/ventilateur de 92mm)

Le second (<6-8 mois) comportait 5 boucles a l'evaporateur et 5 boucles au condenseur. Le bouclage se mettait clairement en place - le but de ce nouveau test etait de valide la creation du bouclage pulse pas tellement de faire de l'evaluation de performance. J'ai un nouveau proto en cours pour evaluer la performance cette fois, qui utilise 2x 8 boucles avec un diametre de tube interne plus adapte a la configuration. je peux pas en dire bien plus.
Google




     
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