Theoretische Physik über Waküs!!

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Snuffy
aus Hönow (bei Berlin)
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AMD Athlon XP
1533 MHz @ 1533 MHz

Mit diesem Thread versuche ich möglichst viele Überlegungen zusammenzutragen, die helfen könnten Waküs zu verbessern.
Ich hab schon einige Foren durchgeforstet aber nur selten wurden überhaupt theoretische Grundlagen behandelt.
Aus diesem Grund eröffne ich diesen Thread.
Dann mach ich auch gleich mal den Anfang.
Welche Größen bestimmen denn die Kühlleistung(hoffe ich begehe hier nich den ersten Fehler)?

1. Wahl des Kühlkörpermaterials (Kupfer, Alu oder Diamant : -) )
2. Die Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Kühler(Cu meistens)
3. Die Oberfläche zwischen Wasser und Kühler
4. Die Fließgeschwindigkeit des Wassers.
5. In wieweit die Strömung laminar oder chaotisch ist.
6. Entfernung vom Hotspot(DIE) zum Wasser (Leitfähigkeit des Materials)

Wenn man nun eine Wakü bauen möchte sind ja bestimmte Parameter schon vorgegeben. Meistens hat man ja schon eine Pumpe (oder schon in Aussicht). Dadurch ist ja bedingt auch schon die Strömungsgeschwindigkeit vorgegeben, es sein denn man verwendet 1mm Schläuche : ). Dann ist ∆T bestimmt durch den Radiator.
Also bleiben noch die Oberfläche und die Verwirbelungen des Wassers.

Wie groß wäre der Unterschied zwischen einer gefrästen und einer gebohrten Wakü??
Eigentlich müsste der Unterschied ja gar nich so groß sein, da ja eine Faktoren wegfallen und die Oberfläche ähnlich groß ist, nur ist die Strömung etwas chaotischer(durch scharfe Kanten) was nur positiv sein kann.

Inwieweit spielen folgende Faktoren eine Rolle?
1.Wenn man einen zu großen Durchmesser wählt dann dürfte die Strömung am Rand sehr klein sein, da die Wassermenge locker in der Mitte strömen kann.
2.Macht es was aus wenn das Wasser „komprimiert“ und gedehnt wird. Damit mein ich was macht es aus wenn dich der Durchmesser ändert? Hab irgendwo gelesen das man solche Veränderungen vermeiden sollte, da dadurch der Durchfluss gehindert wird.

So ich hoffe ihr wisst nun worauf ich hinauf will und hoffe auf produktive Antworten.

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DKm aus Velbert offline OC God 23 Jahre dabei ! AMD T-Bred 1466 MHz @ 2100 MHz 50°C mit 1.50 Volt	meine beste überlegung cu gefäst, mit nen schuppfräser doppen kanal, dicke grung platte, damit sich die wärme gut verteilt like: habe gerade kein bild meines cpu kühlers da aso, und vielen dank für den post toller post mein pc ist eine ewige baustelle und wird nie fertig.... deswegen gibs nie bilder wakü:cpu,gpu,nb,2xhdd,2radis,ab,ehein1200l/h ~ 70€ eigenbau
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Coolzero2k1
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OC God
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1700 MHz @ 2400 MHz
38°C mit 1.38 Volt

Also:

Erstens musst du dir überlegen wieviel du ausgeben willst!

Wenn du möglichst wenig ausgeben willst, baut man sich einen kühler aus alu hohlt sich ne obi pumpe und nen schrottplatz radiator!

Der unterschied zwischen aluminium und kupfer íst meiner meinung nach nich soooo groß! Wenn man 2 Kühler hat die identisch sind, nur das der eine aus alu ist und der andre aus kupfer, denk ich mal das der alu kühler höchstens 4-5°C schlechter ist ( Ich weiss es net genau, habs noch net ausprobiert, und formeln zum rechnen hab ich auch keine!)

Die oberfläche des kühlers sollte ganz klar möglichst groß sein! jedoch sollte man das design des kühlers immer so machen, das auch die maximale fläche ausgenützt wird! es nützt einem ein großer kühlkörper nix, wenn nacher nur ein bohrkanal quer durch ist!
Die beste kühlleistung bekommste natürlich mit fräsen! Sehr beliebt sind schlangenformen!

Ein sehr gutes beispiel für maximale ausnützung des platzes und schöne schlangen kanäle:

Naja ich hoffe mal damit hab ich dir weiter geholfen!

MFg Cool

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McK
aus Lemgo
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3400 MHz @ 3400 MHz
50°C mit 1.2 Volt

@Coolzero2k1
Das Pic beschreibt schon sehr gut wie ein Kühler mit (fast) optimalem Layout aussieht.

Allerdings noch nicht ganz optimal. Auf dem ersten Eindruck sieht er ziemlich flach aus. Wenn er dies nicht ist würde ich über der CPU die Kupfermaterialstärke dicker wählen und nach ausen hin der Schnecke folgend die Kanäle immer tiefer machen. Damit kann sich die Hitze besser verteilen und die Hauptwärme wird auf mehr Oberfläche verteilt. Die minimale Wegverlängerung ist dabei vernachlässigbar und wird durch die größere bzw. besser genutzte Oberfläche wettgemacht.
Sinnvoll ist auch die Einzel-Querschnitte so klein zu machen wie möglich oder besser gesagt die Oberfläche zu maximieren. Also könnte man aus der Dreifachrille eine Dreifach-V-Rille machen, sodass die Stege unten breiter sind und oben schmaler bzw. spitz zulaufen. Damit dann der Querschnitt nicht zu groß wird und damit die Geschwindigkeit abnimmt, könnte man mit dem Deckel der V-Fräsung folgen und quasi am Deckel ein V heraus stehen lassen was das A/V-Verhältnis optimiert:
___ ___
__ V __
\ /
V

Im Radi sollte die Wasserkontaktfläche mit dem Radi-Metal auch maximal sein damit das Wasser kühl wieder raus kommt, heiß soviel wie viele kleine parallel geschaltete Röhren.

:cu:

(Geändert von McK um 0:17 am Sep. 4, 2002)

LianLi70
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Coolzero2k1 offline OC God 23 Jahre dabei ! Other CPU-Type 1700 MHz @ 2400 MHz 38°C mit 1.38 Volt	Ja das würde nochma einpaar °C bringen! Aja BTW: Das is net mein kühler! den hätte ich aber gerne!
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McK
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OC God
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So rein vom lesen her muß ich mal eine Feststellung machen. Mit einem guten Radi kommt man ohne Probleme fast auf Raumtemperatur-Wasser. Die DIE-Temp ist dank T-Diode mittlerweile relativ genau auszulesen. Die Temps, die hier so ins Forum geschmissen werden liegen so etwa ab 35-40°C aufwärts. Dann bleibt immernoch eine Temperaturdifferenz zwischen Wasser und DIE von 15 bis 20°C. Bei 70W hat ein derartiger Kühler also etwa 0,21 bis 0,28K/W.
Da muß doch noch was zu machen sein!
Cu hat eine Wärmeleitfähigkeitswert von 395W/(m*K), was ein Cu-Schichtdicke von 0,012m bei einer Fläche von 1m² machen würde (bei 0,21k/W)
Erstens muß man die Kontaktfläche zu Wasser vergrößern und zweitens muß man dafür sorgen das diese Kontaktfläche erstens möglichst nah am DIE liegt und zweitens gut mit Wärme versorgt wird. Eine Optimale Wärmeausbreitung/verteilung hat eine (Halb-)Kugel. Diese hat aber eine verhältnismäßig sehr kleine Oberfläche. Wenn man jetzt auf diese Kugel wieder kleine Halkkugel "klebt" und dies immer wieder wiederhollt maximiert man die Oberfläche. Nur das Layout ist viel zu kompliziert!

Wenn man das ganze jetzt mit einer halben Tonne macht und auf diese wieder halbe, kleinere Tonnen "klebt" erhöht man die Oberfläche usw. Idealerweise sollte der Deckel eine perfektes Gegenstück sein sodass nur 1mm zwischem Kupferkernhalbtonnen und Deckel bleibt (ähnlich Flatflow). Angeströmt wird das entweder von der Seite (Achse der Tonne) oder von der Seite über einen Flachkanal (senkrecht zur Achse).

Theorie Ende :lol:

LianLi70
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Coolzero2k1
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Ja man könnte es auch so machen:

Man nimmt ne dünne kufperplatte so 0.2mm dann besorgt man sich cu roohr mit einer höhe von 2cm und in verschiedenen durchmessern! Dann bohrt man in jedes zu rohr abwechselnd ein loch oben und beim nächsten ein loch unten! Dann nimmt man die schweiss lampe in die hand und schachtelt die kleinen cu röhre in die größeren!

Damit hätte man sehr viel fläche und das wasser bleibt lange im kühler, da es ja immer durch die löcher muss!

:cu:

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McK
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OC God
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Öööö ..... häääääääääääääääääääääääääääääääääääääää ????
Also wenn die Kupferplatte als hitzeverteiler dienen soll bringt die bei der Materialstärke nischt, ansonsten wiederholle ich .... hhääähäääää?

Anmerkung der Redakton: Ich schreibe (fast) immer sehr lange Texte (vergleichsweise). Das mach ich nicht aus Langeweile, sondern damit bei gründlichem lesem jeder mir auf meinen verwirrten Gedanken folgen kann! Hat gewisse Vorteile - das ausführliche schreiben nicht die verwirrten Gedanken natürlich.

:cu:

LianLi70
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Snuffy
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1. Will ich mir demnächst selber ne Wakü bauen und will deswegen wissen wie so etwas theoretisch aussähen müsste.
Da es aber keine Site im Web dazu gibt(hab keine gefunden) kann dies ruhig als Open Source Wakü genutzt werden da, da es keine kommerzielle Anwendung findet. Wäre somit auch keine Konkurenz für WC oder andere Hersteller.

Mir ist natürlich auch die "Machbarkeit" solch einer Wakü wichtig denn man könnte solche eine Wakü erst fräsen und dann erodieren um eine wunderschöne "Landschaft" hinzubekommen und so die Oberfläche wesentlich zu vergrößern aber wie gesagt es soll machbar/ bezahlbar sein.

Für mich wär auch der Vergleich zu einer Rautenbohrung interessant.
denn dort leitet ja das Kupfer von allen Richtungen die Wärme ab und nich wie bei einer gefräsen(mit Deckel-vll auch von Deckel-Fräsmaschinen : -)) nur am Boden und an der Seite, denn der Deckel liegt nich auf dem Unterteil auf oder nur unzureichend.

Wenn wir schonmal dabei sind wie würdet ihr solch einen Deckel abdichten?? Ich will nich löten da dann Kupfer anläuft(was nicht schön aussieht)

Außerdem soll die Wakü 80x80 großwerden damit man sie richtig festmachen kann -nich nur mit so'n popeligen Klammern.

Den Wärmeübergang von der DIE zum Cu hab ich erstma weggelassn, da das Cu plan sein sollte(poliert) und man ruhig mit Wlp ausprobieren kann (ob ASIII oder Silikonpaste).

Hoffe hab nix vergessn .

Ahso soll Forums übergreifend sein deswegn:
Planet3DNow!
http://www.watercool.de/wbboard/thread.php?threadid=879&boardid=2&styleid=&page=1#7

(Geändert von Snuffy um 16:27 am Sep. 4, 2002)

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Coolzero2k1 offline OC God 23 Jahre dabei ! Other CPU-Type 1700 MHz @ 2400 MHz 38°C mit 1.38 Volt	@snuffy 4 schrauben rein und ne dichtung das is dicht!
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