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Optimisation transfert calorifique

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Knapneder
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 10:02:46  Lien permanent
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Salut à tous,

Voici ma question existentielle du matin :
Dans une boucle WC, AIO ou custom, le liquide circule pour transmettre le chaleur du C/GPU vers le radiateur. Ce liquide a une certaine capacité d'absorption thermique, ce qui fait qu'il a une certaine inertie.
Ce liquide qui entre en contact avec un waterblock à 70° par exemple, le quittera avec une température moindre, et c'est communément admis puisqu'on le constate lorsqu'on regarde les sondes de température.

Comment faire pour optimiser cet échange thermique, et donc le refroidissement du composant ?

Les WB sont déjà conçus pour avoir la plus grande surface de contact avec le liquide, donc c'est au niveau de ce dernier que j'imagine les optimisations.

1) Quel serait le meilleur liquide à mettre dans une boucle ? A savoir avec la meilleure absorption thermique et la plus faible inertie. En théorie un métal liquide serait idéal, mais nos pompes risquent de ne pas apprécier, en plus des densité et viscosités...
2) Quelle est la meilleure optimisation de la circulation de ce liquide ? Une circulation lente, pour bien laisser le liquide se "charger" en chaleur, ou bien une circulation rapide ?


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l3cok
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:07:57  Lien permanent
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Salut

J'y connais rien en WC custom, mais sur AIO la vitesse de la pompe, donc la vitesse de circulation du liquide dans le système permet de gagner des degrés si tu l'augmentes.
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Exosky
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:10:51  Lien permanent
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Ouh le bon exercice de convection thermique M. Green J'ai malheureusement laissé ces cours chez mes parents. Si tu veux te plonger dans la théorie, ce cours à l'air pas mal, ça parle de convection sur plaque plane (liquide sur WB) à partir de la page 10 : http://www.legi.grenoble-inp.fr/people/Philippe.Marty/cours-convection-M2.pdf
Attention cependant, si on part sur ce genre de raisonnement il y a énormément d'hypothèses simplificatrices : plaque infinie, fluide en écoulement laminaire, température de la plaque constante, ... Ces hypothèses ne sont acceptables que dans une certaine mesure en pratique.

Quelques remarques sur tes questions :
1) Soyons fous, passons par un système à changement de phase, comme les pompes à chaleur ! Le liquide se vaporise au contacte du WB et capte une énorme quantité d'énergie. Ensuite il se condense au contact du radiateur et libère cette énergie. Je sais pas si ça existe mais ça a bien dû être testé !
2) Difficile à dire, il y a une notion de "couche limite" qui entre en jeu. Très proche du WB (moins de 1mm de distance) on a une couche de fluide qui ne bouge pas, ou très peu, et où ses propriétés (T°, vitesse) changent graduellement de celle du WB à celle du fluide. La hauteur de cette couche limite dépend de la vitesse du fluide et influe forcément sur la performance du refroidissement.

Beaucoup de paramètres entrent en jeu, et dépendent du fluide, de la conception du WB, de la température du WB, de la vitesse du fluide, ...
Si tu veux mon avis, les fabricants ont simplement recruté 2 stagiaires qui ont fait plein de tests à différents débits et ont choisi la plage qui marchait le mieux.

C'est un problème intéressant, mais complexe. Je n'ai malheureusement pas trop le temps de le creuser pour le moment :X
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AndrewTawin
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:16:31  Lien permanent
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Je voulais suivre un peu le sujet ça avait l'air intéressant, mais je vois qui faut minimum BAC + 15 pour comprendre :3
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tamtam02
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:18:45  Lien permanent
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Mets de l'huile ! Mort de rire
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Knapneder
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:21:53  Lien permanent
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Merci pour ta réponse Exosky (et toi aussi I3cok bien sûr) !

J'ai quelques notions de thermodynamique qui me permettraient d'envisager de faire les calculs, mais comme cette question est surtout de la masturbation mentale pour moi, je ne pense pas que j'y consacrerai le temps (si je l'avais) et l'énergie.

Ce que tu envisages pour mon point 1) existe déjà : des serveurs plongés dans un liquide dont le point d'ébullition se trouve vers les 50° et qui se condense sur des radiateurs. TokyoQuasar pourra t'en parler mieux que moi (on l'a déjà évoqué dans sa présentation si je me souviens bien) car il bosse dans une entreprise qui produit ou utilise de telles solutions. Pour être honnête une telle config est un rêve absolu pour moi, et je n'exclus pas de le faire un jour malgré les coûts...

Pour mon point 2), il me semblait bien avoir entendu parler de ce phénomène. Je crois que pour l'instant je vais m'en remettre à la solution empirique et essayer différentes vitesses de rotation de la pompe (Kraken X72 plutôt silencieuse) et avec ventilos à vitesse fixée pour voir ce que ça me donne.


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Djeweler
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:50:46  Lien permanent
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pour faire simple tu souhaite améliorer ton echange thermique, tu ponce effet miroir en égalisant ton proco, ou tu fait un contact dirrect sur le processeur le tout avec de la hydronauth.

pour le liquide tu utilises un mélange avec du LDR de compétition avec ça ton moteur peux gagner jusqu’à 15 / 20 ° alors a mon avis dans un WC çà doit être aussi efficace.


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danydan123
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 11:55:12  Lien permanent
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pour ma part , sur mon aio le seidon 120v1

ma pompe tourne a 50% jusqu'à 55°C et ensuite la rampe est réglée pour atteindre ses 100% a 90°C ,

pour la ventilation 30% mini et a 50°C accélération de la rampe pour le maxi a 80°C .

c'est comme une voiture plus tu tire dedans , donc le moteur chauffe plus , plus vite il faut évacuer la chaleur .


dans la vie , il faut pas s'embêter , mais en profiter .
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xenio0
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 13:25:54  Lien permanent
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On utilise de l'eau pour refroidir à cause de sa capacité calorifique très élevée, cad l'eau absorbe beaucoup plus d'énergie que les autres liquides pour élever sa température de 1°C. On l'utilise aussi car c'est pas chère et y'en a partout.

Comparaison du cp avec les métaux liquides :


Question : Pourquoi obtient-on alors de meilleures températures parfois avec du métal liquide ?
Réponse : A cause de la meilleure conductivité thermique des métaux, ce qui réduit la résistance thermique au niveau du point de passage de la chaleur.

Comparaison de la conductivité thermique :


Question : Est-ce viable de mettre du liquide métal dans une boucle au lieu de l'eau?
Réponse : Et bien cela dépend. C'est viable uniquement si la boucle a été conçue et dimensionnée spécifiquement pour l'utilisation de métal liquide.
Dans le cas de l'utilisation dans une boucle prévue initialement pour de l'eau, cela fonctionne bien au début, mais ça finit par complètement encrasser la boucle. Ces dépôts annihilent très rapidement l'effet recherché, et le système devient moins efficient qu'avec de l'eau.

Source : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00586080v1/document
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Knapneder
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 14:08:06  Lien permanent
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Merci pour ces précisions !


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Djeweler
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 14:38:11  Lien permanent
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Ouai enfin surtout que le problème du métal liquide comme le mercure par exemple c'est que c'est des métaux nocifs pour l'organisme et l'environnement,
De plus leur extrême conductivité électrique fait qu'en cas de fuite c'est la mémerde.

Ha hé oui un autre gros problème du métal liquide à l'exception du mercure c'est que bha pour qu'il soit liquide ton métal bah il est en fusion a 120° pour le sodium 400° pour le plomb bismuth ou cadmium . le proco sera grillé avant de s'allumé Mort de rire


Bref un mixe flotte et LDR c'est bien.


Sinon t'a pas pensé aux fluide frigorigène
Un WC qui fait des glaçons et grade ta canette de coca au frais


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Arpenteur2
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 14:56:42  Lien permanent
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Remplacer ton liquide augmentera la viscosité de celui ci, et il faudra dimensionner ta pompe en fonction. Sinon, elle pompera moins vite un liquide plus épais.

Mais, ton WC utilisant la conduction comme échange thermique cpu/eau et eau/radiateur, il est intéressant de se rappeler que l'échange est favorisé si le delta de température est grand entre ton corps chaud et ton corps froid :

Il faut donc ventiler au maximum ton radiateur pour en évacuer le maximum d'énergie (chaleur), et faire tourner ton liquide le plus vite possible : il emmagasine moins de calories pour un volume donné d'eau (puisqu'elle circule plus vite) mais descendra plus bas sur ton radiateur, et donc se chargera plus vite au niveau du cpu.
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Knapneder
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 15:02:26  Lien permanent
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C'est marrant, intuitivement j'aurais dit le contraire : le faire circuler lentement pour qu'il ait le temps de bien se charger dans le waterblock, et bien se refroidir dans le radiateur pour avoir un delta important dans les deux cas...


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Arpenteur2
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 15:47:30  Lien permanent
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C'est le test le plus simple que tu puisses faire : une charge cpu avec une pompe au ralenti, puis à fond. Tu seras déjà fixé sur la vitesse de circulation du flux à viser.

Si ton eau est en contact prolongé, elle accumule de moins en moins vite la chaleur puisque le delta se réduit. En forçant la circulation, tu conserve un delta important. Et au niveau du radiateur tu redescends plus bas (puisque l'eau sera moins chaude), donc tu favorise ton futur échange avec le cpu.
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Knapneder
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Message Posté le: Mardi 10 Sep 2019 à 15:59:32  Lien permanent
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Je ferai l'essai :)


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