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Tratado de Water Cooling
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hace ya algun tiempo habia realizado un tratado pero creo que es importante publicarlo en este gran foro
En este tratado veremos todo lo referente al enfriamiento por agua (Water cooling), el enfriamiento por líquidos para procesadores no es un tema nuevo, data a principios de los 80’s , recordando a los main frames IBM familia de los 3090’s en donde tenían un sofisticado sistema bombas de alta presión, ventiladores non stop para el enfriamiento, tuberías de cobre agua bidestilada etc.
Hoy en día con el nuevo Overclockeo, forzando al procesador a sus límites de diseño, al aumentar el voltaje, el reloj y otras cosas más, esto hace que la temperatura aumente considerablemente, haciendo que la vida útil del procesador disminuya considerablemente o inclusive se queme.
Desempolvando los libros Termodinámica, Mecánica de los Fluidos e Hidráulica, recordando algunos ayeres y el compendio de varias investigaciones efectuadas analizaremos, que existen varias formas de enfriamiento,
Por que se calienta el CPU?
Como cualquier elemento o dispositivo que usa corriente eléctrica y entre los picos y la ausencia de corriente, se producen perdidas y estas son disipadas en forma de calor, si este no se extrae provoca que el dispositivo no funcione en forma adecuada y por lo tanto la vida media se acorta notablemente, en caso de el procesador la mayor parte esta constituido por silicio, y la temperatura máxima de este es de 125°C.
Cuanto más baja sea la temperatura en el CPU la vida útil será más larga, lo que necesario enfriarlo a como de lugar.
Que acciones debemos de tomar:
• Deberá limitarse la potencia que disipa el procesador (perdidas)
• Facilitar la transferencia del calor generada del procesador al medio ambiente.
Como veremos este último punto es el origen de este tratado.
Recordando los primeros procesadores como Intel 4004 en 1971 y Z80 a principios de los 80’s, que no se necesitaba enfriarlo, después se utilizaron solo disipadores de aluminio (transferencia de calor por conducción estático), después ponerles ventiladores a los disipadores( transferencia de calor por conducción térmica dinámico), Water cooling, existen otras formas de enfriamiento como por ejemplo células Peltier, ondas electromagnéticas, Hielo seco, últimamente por nitrógeno liquido, este tratado estudiará lo referente a enfriamiento solo por liquido.
Como en la gran mayoría o la totalidad de las personas que entramos a este tema, experimentamos, vamos a lo empírico y jugamos al “ME LATE” creo que es el momento de explicar el ¿por qué?.
Para entrar en tema, analizaremos todos los fenómenos físicos que intervienen en un sistema enfriado por agua.
Primero veremos todo lo referente al calor y a la transferencia así como los elementos que intervienen.
1. El CPU que es el que produce el calor..
2. El Bloque o intercambiador de calor, que es que toma el calor del CPU y lo cede al liquido ( agua o mezcla de varias sustancias)
3. El liquido que toma el calor.
4. El sistema de radiador ventilador, que toma el calor de líquido y lo cede al ambiente.
5. Bombas de inmersión producen calor.
1.- El CPU que es el que produce el calor.
Los procesadores producen alta energía calorífica desde de 3 Watts hasta 120 Watts o más cuando estos son forzados (oveclockeados OC) para más información de diferentes procesadores ver la pagina.
<a href="http://users.erols.com/chare/elec.htm" target="_blank">http://users.erols.com/chare/elec.htm</a>
La información con que contamos son la temperatura el consumo en Watts, ya sea por el cálculo, por la lectura de termómetros o por software, muchos no están de acuerdo con la medición de la temperatura por software, por la precisión y que no es la más adecuada ya que esta puede variar algunos grados, pero es la forma más barata o “FREE” para medir la temperatura, pero con algo tenemos que partir, y creo que el software esta al alcance de todos, el más comúnmente utilizado es el SANDRA, otros toman la temperatura que da el “BIOS”, pero esta temperatura es “SIN CARGA” no tiene tareas el CPU ejecutándose, y cuando se ejecuta el SANDRA decimos que las temperaturas no coincide (con carga) creo que es obvio.
2.- El Bloque o intercambiador de calor.
Para tomar el calor o enfriar el procesador, debemos tener algún elemento o material que pueda absorber el mismo, por que deberemos conocer algunas propiedades y definiciones importantes sobre los materiales.
Formulas y definiciones sobre termodinámica
<a href="http://pdf.rincondelvago.com/calor_9.html" target="_blank">http://pdf.rincondelvago.com/calor_9.html</a>
Conductividad Térmica. Es la relación de que tan rápido una sustancia absorbe o transmite la energía térmica, en el caso del bloque entre mayor sea este coeficiente mejor resultado tendrá.
Diferencial Térmico.- Es la relación de la capacidad térmica y la conductividad térmica entre mayor sea esta relación, mejores resultados se obtendrán.
graficas obtenidas del el estudio Scott Gamble para ver mas detalle ver
<a href="http://www.overclockers.com/articles609/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles609/</a>
por lo que se concluye que la eficiencia del Bloque que es el que toma el calor del CPU (entre mayor sea el coeficiente de conductividad térmica, este será más eficiente). Aquí entrarían los costos de material así como la complejidad y el diseño del bloque y la facilidad de maquinado, pero el mas comúnmente utilizado para hacer bloques es el cobre electrolítico C110, por su bajo costo, su facilidad de maquinado y por su pureza 99.5% de cobre.
Otro factor importante que se debe tomar en cuenta es la Resistencia Térmica La resistencia térmica indica la oposición que ofrece a ser atravesada por un flujo de calor determinada pared, de determinado material.
R=(Tf – Ti)/Q
Pero en el caso de sistemas enfriados por líquidos, estos resultados pueden ser obtenidos haciendo en bench del SANDRA (todo el sistema de enfriamiento), cabe la pena mencionar que este valor que se obtiene, entre más pequeño sea mejor será el sistema de enfriamiento.
Para mayor información sobre varios bench de diferentes fabricantes de sistemas seleccionar:
<a href="http://www.overclockers.com/articles373/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles373/</a> bloques
<a href="http://www.overclockers.com/articles373/waterkit.asp" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles373/waterkit.asp</a> Kits
Este bench no diremos cual es mejor o el peor, sino solo es un punto de referencia, par analizar que el sistema que diseñemos se comporte con lo que nosotros esperamos de él.
Otro punto importante que debemos tomar en cuenta, es el que al poner en contacto el bloque y el procesador, este ultimo por sus imperfecciones, de terminado de la superficie (maquinado y pulido), o por pandeo de la forma de sujeción, no se encuentra totalmente en contacto con el procesador, y puede contener aire (aislante), por lo que se usaran pasta o siliconas especiales con alta conductividad térmica para eficientar la transmisión del calor al bloque.
para mayor información sobre gasas siliconas ver:
<a href="http://www.overclockers.com/articles907/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles907/</a> Patas Siliconas
<a href="http://www.arcticsilver.com/arctic_silver_instructions.htm" target="_blank">http://www.arcticsilver.com/arctic_silver_instructions.htm</a> Colocación
3. El liquido que toma el calor
En el caso del liquido enfriador, veremos dos puntos importantes:
• Propiedades físicas
• Flujo del liquido dentro del sistema.
Propiedades Físicas
Presentamos el trabajo de investigación realizado durante tres semanas por Scott Gamble, lo cual lo considero como uno de los mas serios y completos relacionados con las propiedades de los refrigerantes y líquidos más utilizados para el Water Cooling (Enfriamiento por agua).
Estos hallazgos fueron realizados para su proyecto del sistema de enfriamiento bajo cero
A continuación exaltaremos los puntos más importantes de esta investigación, que nos permitirán que tan útil son, y que se deberán considerar para el sistema enfriador:
Por que el agua.
Primeramente por que es muy barata (destilada), y por su punto de congelamiento y por sus propiedades físicas.
El primer problemas que nos enfrentamos al usar agua, es la “CORROSION”, por eso agregamos anticorrosivos como el Glycol, base fundamental de los anticongelantes o Alcohol metílico o metanol por sus propiedades anticorrosivas.
Al combinar estas sustancias con el agua, cambia también sus propiedades físicas y químicas, por lo que no hay que abusar de los anicorrosivos, esto hace que no sean mejores conductores del calor.
Otro punto muy importante, que hay que considerar que las mezclas y el aire y por no estar en un ambiente estéril se forman hongos, después de varias semanas de uso, por lo que es conveniente utilizar algún antihongos, mi experiencia por cada 1 litro agrego 5 ml de cloro (de casa), esto hace que se retarde el crecimiento, de estos cuerpos no deseados, que se adhieren a las paredes de la tubería o manguera, obstaculizando el paso libre del liquido, o que también obstruyen la bomba.
Es recomendable observar por lo menos cada semana la formación de estos hogos, son tiras delgadas parecidas al algodón, entonces será necesario el cambio del liquido ( mantenimiento y limpieza del sistema).
De lo anterior
Se encontró que una mezcla ideal, seria de agua con el anticongelante con una proporción no mayor del 5%, en donde no se ve disminuida la capacidad de transferencia de calor de la mezcla.
A diferencia de hacer una mezcla del 50% de agua y 50% de anticongelante, reduce la habilidad de la transferencia de calor hasta en un 30%, por lo que se concluye, que no se debe utilizar en exceso el anticongelante.
Nota .- El anticongelante y el refrigerante contiene Glycol que es inhibidor de corrosión.
A continuación algunas definiciones a considerar.
Capacidad Térmica .- Es la propiedad que tienen los materiales en absorber o conducir calor, para el propósito del liquido entre más alto sea este valor es mejor.
Diferencial Térmico.- Es la relación de la capacidad térmica y la conductividad térmica entre mayor sea esta relación, mejores resultados se obtendrán.
Viscosidad Dinámica.- Otro factor que se debe tomar en cuenta es la Viscosidad Dinámica, que es una medida de la resistencia a fluir que presentan los líquidos. Esta definición significa que a mayor viscosidad un líquido escurre más lentamente. La viscosidad de un líquido disminuye con el aumento de temperatura.
También en este trabajo se habla del Metanol que es un alcohol, pero desafortunadamente en México no se vende al publico, y para adquirirlo te piden el RFC de la empresa.
A los interesados de los resultados del estudio de Scott Gamble podrían acceder a la pagina <a href="http://www.overclockers.com/articles609/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles609/</a> en donde se obtuvo la información, cabe la pena mencionar, que existen líquidos que se utilizan para limpiar parabrisas que contiene agua y metanol pero tiene como aditivos detergente, que en algunos sistemas de water cooling se están utilizando, por ejemplo marca Preston (color verde), este liquido puede durar hasta 6 meses sin producir hongos. En particular tendríamos nuestras reservas para utilizar este tipo de líquidos.
Comportamiento del liquido dentro de la manguera o tubería. Recordando la mecánica de los fluidos y la hidráulica los líquidos fluyen dentro de las tuberías en tres formas, flujo laminar, flujo turbulento y zona en transición.
Una receta es que en una tubería de un intercambador de calor es más eficiente el intercambio, si el flujo del liquido se comporta en forma turbulenta
No quisiera entrar a más a detalle sobre cohesión y viscosidad etc. Pero para estudios técnicos, el régimen de flujo en tuberías se considera, como laminar si el número de Reynolds es menor que 2000 y turbulento si es superior a 4000. Entre estos dos valores está la zona denominada “critica” donde el régimen de flujo es impredecible.
Flujo Laminar
Flujo en transición
Flujo turbulento
Texto del manual de flujo de fluidos (CRANE) el mejor manual que conozco sobre flujo de fluidos.
Ejemplo:
Supongamos que tenemos una bomba que me da un gasto de 80 Galones por Hr. El liquido es agua a 25 °C y el diámetro de la tubería es de 3/5”
d = 3/8” = 11 mm
Q = 80 Gl/hr = 80 (3.8/60) = 5.06 l/min.
P = 997 Kg. /m tabla A-10 del CRANE densidad del agua a 25°C
U = 0.85 a 25°C tabla A-4 del CRANE viscosidad
Re = (21.22 Q P) / (d U) esta ecuación no se tiene que hacer conversiones solo se sustituye
Re = 11,449.31 es un flujo turbulento
Como vemos no es necesario tener una bomba de mucho gasto para estar en un flujo turbulento
Mangueras
El caso más común es usar mangueras transparentes, existe una manguera llamada TYGON, aunque es muy gruesa en dobleces muy cortos no se obstruye el paso del liquido.
Manguera común de 3/8
Manguera tipo Tygon de 3/8”
4.- El sistema de radiador ventilador, que toma el calor de liquido y lo cede al ambiente.
Conclusión
Para un buen del desempeño del sistema de Water Cooling, se deberán tener en cuenta las siguientes recomendaciones.
La eficiencia del Block que es el que toma el calor del CPU (entre mayor sea el coeficiente de conductividad térmica, este será más eficiente).
El liquido, que tan eficiente es para tomar el calor del Block, (el diferencial térmico del liquido entre mayor sea este mejor).
La viscosidad del liquido, (entre menor sea este coeficiente) mas fácilmente se desplazara el liquido dentro del sistema.
La Bomba, entre mayor sea el volumen por unidad de tiempo mejorará el desempeño del sistema, se recomienda de 120 galones por hora o mayor.
El Enfriador, esta compuesto del radiador y el sistema de enfriamiento (ventiladores), se recomienda un radiador de cobre o de aluminio.
Nota los ventiladores deberán tener una separación de 1 /12 pulgadas y el radiador, para tener un mejor desempeño.
Las mangueras, se recomienda de tipo Tygon o similares, ya que estas tienen la propiedad de doblarse sin obstruir el paso del liquido y las paredes internas son lisas.
La estética del sistema queda a la creatividad del diseñador y al presupuesto.
Suerte
Espero que este trabajo y compendio sea de gran utilidad
Agradezco a los profesores, a los trabajos hechos por innumerables personas, diferentes foros, fabricantes, seria interminable la lista.
Este trabajo no es mío es de todos.
voy a editar las imagenes perdon
les mando un saludote
wblock
hace ya algun tiempo habia realizado un tratado pero creo que es importante publicarlo en este gran foro
En este tratado veremos todo lo referente al enfriamiento por agua (Water cooling), el enfriamiento por líquidos para procesadores no es un tema nuevo, data a principios de los 80’s , recordando a los main frames IBM familia de los 3090’s en donde tenían un sofisticado sistema bombas de alta presión, ventiladores non stop para el enfriamiento, tuberías de cobre agua bidestilada etc.
Hoy en día con el nuevo Overclockeo, forzando al procesador a sus límites de diseño, al aumentar el voltaje, el reloj y otras cosas más, esto hace que la temperatura aumente considerablemente, haciendo que la vida útil del procesador disminuya considerablemente o inclusive se queme.
Desempolvando los libros Termodinámica, Mecánica de los Fluidos e Hidráulica, recordando algunos ayeres y el compendio de varias investigaciones efectuadas analizaremos, que existen varias formas de enfriamiento,
Por que se calienta el CPU?
Como cualquier elemento o dispositivo que usa corriente eléctrica y entre los picos y la ausencia de corriente, se producen perdidas y estas son disipadas en forma de calor, si este no se extrae provoca que el dispositivo no funcione en forma adecuada y por lo tanto la vida media se acorta notablemente, en caso de el procesador la mayor parte esta constituido por silicio, y la temperatura máxima de este es de 125°C.
Cuanto más baja sea la temperatura en el CPU la vida útil será más larga, lo que necesario enfriarlo a como de lugar.
Que acciones debemos de tomar:
• Deberá limitarse la potencia que disipa el procesador (perdidas)
• Facilitar la transferencia del calor generada del procesador al medio ambiente.
Como veremos este último punto es el origen de este tratado.
Recordando los primeros procesadores como Intel 4004 en 1971 y Z80 a principios de los 80’s, que no se necesitaba enfriarlo, después se utilizaron solo disipadores de aluminio (transferencia de calor por conducción estático), después ponerles ventiladores a los disipadores( transferencia de calor por conducción térmica dinámico), Water cooling, existen otras formas de enfriamiento como por ejemplo células Peltier, ondas electromagnéticas, Hielo seco, últimamente por nitrógeno liquido, este tratado estudiará lo referente a enfriamiento solo por liquido.
Como en la gran mayoría o la totalidad de las personas que entramos a este tema, experimentamos, vamos a lo empírico y jugamos al “ME LATE” creo que es el momento de explicar el ¿por qué?.
Para entrar en tema, analizaremos todos los fenómenos físicos que intervienen en un sistema enfriado por agua.
Primero veremos todo lo referente al calor y a la transferencia así como los elementos que intervienen.
1. El CPU que es el que produce el calor..
2. El Bloque o intercambiador de calor, que es que toma el calor del CPU y lo cede al liquido ( agua o mezcla de varias sustancias)
3. El liquido que toma el calor.
4. El sistema de radiador ventilador, que toma el calor de líquido y lo cede al ambiente.
5. Bombas de inmersión producen calor.
1.- El CPU que es el que produce el calor.
Los procesadores producen alta energía calorífica desde de 3 Watts hasta 120 Watts o más cuando estos son forzados (oveclockeados OC) para más información de diferentes procesadores ver la pagina.
<a href="http://users.erols.com/chare/elec.htm" target="_blank">http://users.erols.com/chare/elec.htm</a>
La información con que contamos son la temperatura el consumo en Watts, ya sea por el cálculo, por la lectura de termómetros o por software, muchos no están de acuerdo con la medición de la temperatura por software, por la precisión y que no es la más adecuada ya que esta puede variar algunos grados, pero es la forma más barata o “FREE” para medir la temperatura, pero con algo tenemos que partir, y creo que el software esta al alcance de todos, el más comúnmente utilizado es el SANDRA, otros toman la temperatura que da el “BIOS”, pero esta temperatura es “SIN CARGA” no tiene tareas el CPU ejecutándose, y cuando se ejecuta el SANDRA decimos que las temperaturas no coincide (con carga) creo que es obvio.
2.- El Bloque o intercambiador de calor.
Para tomar el calor o enfriar el procesador, debemos tener algún elemento o material que pueda absorber el mismo, por que deberemos conocer algunas propiedades y definiciones importantes sobre los materiales.
Formulas y definiciones sobre termodinámica
<a href="http://pdf.rincondelvago.com/calor_9.html" target="_blank">http://pdf.rincondelvago.com/calor_9.html</a>
Conductividad Térmica. Es la relación de que tan rápido una sustancia absorbe o transmite la energía térmica, en el caso del bloque entre mayor sea este coeficiente mejor resultado tendrá.
Diferencial Térmico.- Es la relación de la capacidad térmica y la conductividad térmica entre mayor sea esta relación, mejores resultados se obtendrán.
graficas obtenidas del el estudio Scott Gamble para ver mas detalle ver
<a href="http://www.overclockers.com/articles609/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles609/</a>
por lo que se concluye que la eficiencia del Bloque que es el que toma el calor del CPU (entre mayor sea el coeficiente de conductividad térmica, este será más eficiente). Aquí entrarían los costos de material así como la complejidad y el diseño del bloque y la facilidad de maquinado, pero el mas comúnmente utilizado para hacer bloques es el cobre electrolítico C110, por su bajo costo, su facilidad de maquinado y por su pureza 99.5% de cobre.
Otro factor importante que se debe tomar en cuenta es la Resistencia Térmica La resistencia térmica indica la oposición que ofrece a ser atravesada por un flujo de calor determinada pared, de determinado material.
R=(Tf – Ti)/Q
Pero en el caso de sistemas enfriados por líquidos, estos resultados pueden ser obtenidos haciendo en bench del SANDRA (todo el sistema de enfriamiento), cabe la pena mencionar que este valor que se obtiene, entre más pequeño sea mejor será el sistema de enfriamiento.
Para mayor información sobre varios bench de diferentes fabricantes de sistemas seleccionar:
<a href="http://www.overclockers.com/articles373/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles373/</a> bloques
<a href="http://www.overclockers.com/articles373/waterkit.asp" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles373/waterkit.asp</a> Kits
Este bench no diremos cual es mejor o el peor, sino solo es un punto de referencia, par analizar que el sistema que diseñemos se comporte con lo que nosotros esperamos de él.
Otro punto importante que debemos tomar en cuenta, es el que al poner en contacto el bloque y el procesador, este ultimo por sus imperfecciones, de terminado de la superficie (maquinado y pulido), o por pandeo de la forma de sujeción, no se encuentra totalmente en contacto con el procesador, y puede contener aire (aislante), por lo que se usaran pasta o siliconas especiales con alta conductividad térmica para eficientar la transmisión del calor al bloque.
para mayor información sobre gasas siliconas ver:
<a href="http://www.overclockers.com/articles907/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles907/</a> Patas Siliconas
<a href="http://www.arcticsilver.com/arctic_silver_instructions.htm" target="_blank">http://www.arcticsilver.com/arctic_silver_instructions.htm</a> Colocación
3. El liquido que toma el calor
En el caso del liquido enfriador, veremos dos puntos importantes:
• Propiedades físicas
• Flujo del liquido dentro del sistema.
Propiedades Físicas
Presentamos el trabajo de investigación realizado durante tres semanas por Scott Gamble, lo cual lo considero como uno de los mas serios y completos relacionados con las propiedades de los refrigerantes y líquidos más utilizados para el Water Cooling (Enfriamiento por agua).
Estos hallazgos fueron realizados para su proyecto del sistema de enfriamiento bajo cero
A continuación exaltaremos los puntos más importantes de esta investigación, que nos permitirán que tan útil son, y que se deberán considerar para el sistema enfriador:
Por que el agua.
Primeramente por que es muy barata (destilada), y por su punto de congelamiento y por sus propiedades físicas.
El primer problemas que nos enfrentamos al usar agua, es la “CORROSION”, por eso agregamos anticorrosivos como el Glycol, base fundamental de los anticongelantes o Alcohol metílico o metanol por sus propiedades anticorrosivas.
Al combinar estas sustancias con el agua, cambia también sus propiedades físicas y químicas, por lo que no hay que abusar de los anicorrosivos, esto hace que no sean mejores conductores del calor.
Otro punto muy importante, que hay que considerar que las mezclas y el aire y por no estar en un ambiente estéril se forman hongos, después de varias semanas de uso, por lo que es conveniente utilizar algún antihongos, mi experiencia por cada 1 litro agrego 5 ml de cloro (de casa), esto hace que se retarde el crecimiento, de estos cuerpos no deseados, que se adhieren a las paredes de la tubería o manguera, obstaculizando el paso libre del liquido, o que también obstruyen la bomba.
Es recomendable observar por lo menos cada semana la formación de estos hogos, son tiras delgadas parecidas al algodón, entonces será necesario el cambio del liquido ( mantenimiento y limpieza del sistema).
De lo anterior
Se encontró que una mezcla ideal, seria de agua con el anticongelante con una proporción no mayor del 5%, en donde no se ve disminuida la capacidad de transferencia de calor de la mezcla.
A diferencia de hacer una mezcla del 50% de agua y 50% de anticongelante, reduce la habilidad de la transferencia de calor hasta en un 30%, por lo que se concluye, que no se debe utilizar en exceso el anticongelante.
Nota .- El anticongelante y el refrigerante contiene Glycol que es inhibidor de corrosión.
A continuación algunas definiciones a considerar.
Capacidad Térmica .- Es la propiedad que tienen los materiales en absorber o conducir calor, para el propósito del liquido entre más alto sea este valor es mejor.
Diferencial Térmico.- Es la relación de la capacidad térmica y la conductividad térmica entre mayor sea esta relación, mejores resultados se obtendrán.
Viscosidad Dinámica.- Otro factor que se debe tomar en cuenta es la Viscosidad Dinámica, que es una medida de la resistencia a fluir que presentan los líquidos. Esta definición significa que a mayor viscosidad un líquido escurre más lentamente. La viscosidad de un líquido disminuye con el aumento de temperatura.
También en este trabajo se habla del Metanol que es un alcohol, pero desafortunadamente en México no se vende al publico, y para adquirirlo te piden el RFC de la empresa.
A los interesados de los resultados del estudio de Scott Gamble podrían acceder a la pagina <a href="http://www.overclockers.com/articles609/" target="_blank">http://www.overclockers.com/articles609/</a> en donde se obtuvo la información, cabe la pena mencionar, que existen líquidos que se utilizan para limpiar parabrisas que contiene agua y metanol pero tiene como aditivos detergente, que en algunos sistemas de water cooling se están utilizando, por ejemplo marca Preston (color verde), este liquido puede durar hasta 6 meses sin producir hongos. En particular tendríamos nuestras reservas para utilizar este tipo de líquidos.
Comportamiento del liquido dentro de la manguera o tubería. Recordando la mecánica de los fluidos y la hidráulica los líquidos fluyen dentro de las tuberías en tres formas, flujo laminar, flujo turbulento y zona en transición.
Una receta es que en una tubería de un intercambador de calor es más eficiente el intercambio, si el flujo del liquido se comporta en forma turbulenta
No quisiera entrar a más a detalle sobre cohesión y viscosidad etc. Pero para estudios técnicos, el régimen de flujo en tuberías se considera, como laminar si el número de Reynolds es menor que 2000 y turbulento si es superior a 4000. Entre estos dos valores está la zona denominada “critica” donde el régimen de flujo es impredecible.
Flujo Laminar
Flujo en transición
Flujo turbulento
Texto del manual de flujo de fluidos (CRANE) el mejor manual que conozco sobre flujo de fluidos.
Ejemplo:
Supongamos que tenemos una bomba que me da un gasto de 80 Galones por Hr. El liquido es agua a 25 °C y el diámetro de la tubería es de 3/5”
d = 3/8” = 11 mm
Q = 80 Gl/hr = 80 (3.8/60) = 5.06 l/min.
P = 997 Kg. /m tabla A-10 del CRANE densidad del agua a 25°C
U = 0.85 a 25°C tabla A-4 del CRANE viscosidad
Re = (21.22 Q P) / (d U) esta ecuación no se tiene que hacer conversiones solo se sustituye
Re = 11,449.31 es un flujo turbulento
Como vemos no es necesario tener una bomba de mucho gasto para estar en un flujo turbulento
Mangueras
El caso más común es usar mangueras transparentes, existe una manguera llamada TYGON, aunque es muy gruesa en dobleces muy cortos no se obstruye el paso del liquido.
Manguera común de 3/8
Manguera tipo Tygon de 3/8”
4.- El sistema de radiador ventilador, que toma el calor de liquido y lo cede al ambiente.
Conclusión
Para un buen del desempeño del sistema de Water Cooling, se deberán tener en cuenta las siguientes recomendaciones.
La eficiencia del Block que es el que toma el calor del CPU (entre mayor sea el coeficiente de conductividad térmica, este será más eficiente).
El liquido, que tan eficiente es para tomar el calor del Block, (el diferencial térmico del liquido entre mayor sea este mejor).
La viscosidad del liquido, (entre menor sea este coeficiente) mas fácilmente se desplazara el liquido dentro del sistema.
La Bomba, entre mayor sea el volumen por unidad de tiempo mejorará el desempeño del sistema, se recomienda de 120 galones por hora o mayor.
El Enfriador, esta compuesto del radiador y el sistema de enfriamiento (ventiladores), se recomienda un radiador de cobre o de aluminio.
Nota los ventiladores deberán tener una separación de 1 /12 pulgadas y el radiador, para tener un mejor desempeño.
Las mangueras, se recomienda de tipo Tygon o similares, ya que estas tienen la propiedad de doblarse sin obstruir el paso del liquido y las paredes internas son lisas.
La estética del sistema queda a la creatividad del diseñador y al presupuesto.
Suerte
Espero que este trabajo y compendio sea de gran utilidad
Agradezco a los profesores, a los trabajos hechos por innumerables personas, diferentes foros, fabricantes, seria interminable la lista.
Este trabajo no es mío es de todos.
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Este tema ha sido editado por wblock: 13 diciembre 2007 - 06:18
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