Инженер Noctua объяснил, почему идеальный компьютерный вентилятор еще не был создан

В разговоре с Gamers Channel Nexus YouTube Джейкоб Делингер из Noctua исследует основы проектирования вентиляторов для охлаждения компьютеров из геометрии пропеллера и акустики к воздушному потоку и сопротивлению радиатора. Хотя существующие структуры были уточнены в течение десятилетий, Делингер предполагает, что дальнейшие значительные улучшения в будущем могут потребовать прорывов при разработке новых материалов.

Делингер объясняет, что термин «Угол наклона«Относится к геометрическому наклону между лезвием вентилятора и плоскостью вращения, пока»атака«Он описывает аэродинамическое взаимодействие между плечевым лезвием и подходящим воздушным потоком. Эти углы варьируются вдоль плечевого лезвия в ступице и лестницы вверху, в зависимости от профиля скорости.

Больший угол наклона лопастей увеличивает воздушный поток оборота, но увеличивает риск потока потока и повышенную акустическую турбулентность. Даже небольшие изменения в угле наклона — только 1 ° — могут значительно влиять как на эффективность воздушного потока, так и уровня шума.

Количество лезвий на вентиляторе напрямую влияет на частоту, с которой они проходят, что коррелирует с уровнем шума. Например, вентилятор с семью лезвиями, вращающимися на 2000 об / мин, производит более низкую частоту 233 Гц, чем вентилятор с девятью лезвиями, которые производят 300 Гц. Тем не менее, уменьшение количества лезвий поставляется с ценой компромисса с давлением воздуха и конструктивной твердостью. Дизайнеры должны компенсировать, увеличивая площадь лезвия или вращение более высокой скорости, что может компенсировать акустическое преимущество. Noctua в настоящее время предпочитает проекты с девятью лезвиями для вентиляторов 120 мм, ссылаясь на баланс между воздушным потоком, давлением, строгостью конструкции и акустикой.

Конструкция радиатора не только влияет на эффективность охлаждения, но и на характеристики шума вентилятора. В то время как радиаторы пользуются преимуществами большего количества ребер и увеличенной поверхности, повышенная плотность ребер создает сопротивление воздушному потоку. Это сопротивление может привести к тому, что вентиляторы работают вблизи коллапса давления кривых давления, повышая уровень турбулентности и шума. Теплопередача также неровная вдоль ребер: он достигает своего пика и уменьшается из -за образования пограничного слоя. В последних разработках Noctua пытается соблюдать производство вентилятора с соответствующим сопротивлением радиатора, чтобы поддерживать оптимальные диапазоны воздушного потока.

Хотя инструменты моделирования и прогнозирования улучшились, будущие достижения в структуре потребительских вентиляторов могут больше зависеть от материалов, чем от геометрии. Проход Noctua от PBT и ABS к жидкокристаллическому полимеру (LCP) позволил более строгим пиковым допускам и снижению вибраций, что помогло стабилизировать производительность на более высоких скоростях. Металлические или композитные лопасти теоретически могут обеспечить преимущества, но они, вероятно, повысят уровень шума и производственные затраты. Некоторые акустические усовершенствования уже реализуются с использованием методов контроля турбулентности, таких как построение лопастей, которые находятся в вентиляторах Noctua G2.

Делингер осторожно оптимистичен в отношении возможных будущих прорывов в структуре вентилятора. Он считает, что большинство инженерных возможностей уже исчерпаны в пределах текущих материалов и применений. Хотя концепции с небольшими лезвиями или без каких -либо ребер выглядят многообещающими, практические ограничения на поток воздуха, турбулентность и затраты до сих пор поддерживают аналогичные идеи на теоретическом уровне.