Anatomia wentylatora PC: Jak to naprawdę działa?

Wygląda na to, że wentylatory komputerowe nie ewoluowały zbytnio, prawda? Pomijając powszechne obecnie RGB, wyglądają one w zasadzie tak samo jak 20 lat temu. Nie jest to jednak prawdą, ponieważ każdy fizyczny aspekt wentylatora komputerowego ma wpływ na wydajność dla użytkownika końcowego. Pomyśleliśmy więc, że omówimy kluczowe elementy konstrukcyjne wentylatora PC, aby zrozumieć, co tak naprawdę się tutaj dzieje.

Tutaj mamy najbardziej widoczną część wentylatora. Są to rzeczywiste części, które zbierają powietrze i przepychają je przez części komputera. Brak łopatek = brak przepływu powietrza.

Cel jest dwojaki: w idealnej sytuacji chcemy uzyskać maksymalny przepływ powietrza przy minimalnym hałasie i turbulencjach. Wentylator, który wytwarza tak duży przepływ powietrza, jak silnik odrzutowy, może chłodzić wszystko, ale jeśli faktycznie brzmi jak silnik odrzutowy, wzrost wydajności byłby bezużyteczny, ponieważ ludzie zwykle siedzą blisko swoich komputerów.

Jest tu więcej do rozważenia niż na pierwszy rzut oka. Kształt, kąt nachylenia i faktyczna konstrukcja profilu aerodynamicznego przyczyniają się do osiągnięcia wyżej wymienionych celów. Nie jest trudno sprawić, by wentylator tłoczył dużo powietrza, ale trudno jest sprawić, by wentylator tłoczył dużo powietrza, a jednocześnie działał przez znaczący czas i zachowywał przyzwoity poziom hałasu.

Zwiększenie łopatek wentylatora mogłoby pomóc, ale obudowy PC są projektowane z wąskimi tolerancjami do pracy z określonymi rozmiarami wentylatorów, więc porozmawiajmy o tym.

Promień łopatek wentylatora ma bezpośredni wpływ na ilość poruszanego powietrza. Większe łopatki (wszystko inne jest równe) poruszają więcej powietrza, więc ogólna konstrukcja wentylatora również ma znaczenie.

Zewnętrzne wymiary 120-milimetrowego wentylatora PC zawsze będą wynosić 120 mm, więc wyścig wydajności inżynieryjnej zależy również od skonstruowania obudowy tak, aby jak najwięcej miejsca pozostało dostępne dla łopatek. Stwarza to trudne wyzwanie inżynieryjne, aby krawędzie obudowy wentylatora były tak cienkie, jak to możliwe, bez posuwania się za daleko i osłabiania ich. Oznacza to, że wybór materiału ma duże znaczenie, podobnie jak w przypadku innych części wentylatora.

Materiał, z którego wykonane są łopatki wentylatora ma tutaj duże znaczenie. Cieńsze łopatki są lżejsze, co oznacza, że mogą obracać się szybciej, ale zbyt cienkie łopatki mogą powodować problemy.

W scenariuszach wymagających wysokiego ciśnienia statycznego wybór materiału staje się jeszcze ważniejszy. Mocne, sztywne materiały zapewniają, że łopatki nie wyginają się pod naciskiem, utrzymując stałą wydajność. Jeśli łopatka wygina się lub odkształca, może to prowadzić do dwóch problemów. Jednym z nich jest niższa skuteczność w zbieraniu i przepychaniu powietrza, ponieważ zmienia się aerodynamika wentylatora, a drugim jest to, że jeśli wiadomo, że łopatki się wyginają, tolerancje muszą zostać zwiększone, aby to uwzględnić, aby uniknąć potencjalnej kolizji z obudową. Większe tolerancje zmniejszają rozmiar łopatek i ponownie wracamy do niższej wydajności. Prawdopodobnie zaczynasz rozumieć, jak ostrożne może być zachowanie równowagi.

Oczywiście mocne nadmuchiwanie powietrza to dopiero początek. Stan powietrza przechodzącego przez wentylator i opuszczającego go musi być prawidłowy. Wspomnieliśmy wcześniej o turbulencjach i jest to sedno następnej sekcji.

Przede wszystkim słychać turbulencje. Turbulencje wydmuchiwanego powietrza przyczyniają się do hałasu wentylatora, więc jeśli porównujesz wydajność dwóch wentylatorów na przykład przy 40 dB, ten z bardziej turbulentnym wydechem będzie musiał obracać się wolniej, aby osiągnąć znormalizowane poziomy hałasu.

Sposób, w jaki wentylator tłoczy powietrze może również wpływać na jego interakcję z żeberkami chłodnicy. Wentylator, który wytwarza mniej turbulencji i ma dobrze zaprojektowany stożek wylotowy, może skuteczniej pokrywać żebra chłodnicy, poprawiając wydajność chłodzenia i redukując hałas.

Obrót wentylatora tworzy lejek turbulencji z założenia. Dlatego też z tyłu niektórych wentylatorów Corsair można znaleźć łopatki stojana AirGuide. Kierują one przepływ powietrza w kierunku przeciwnym do obrotów wentylatora. Zmniejsza to szerszy stożek do kształtu zbliżonego do cylindra. Zasadniczo dokładniej kieruje wydmuchiwane powietrze tam, gdzie chcesz.

Powiedzmy więc, że udało Ci się to wszystko osiągnąć. Przepływ powietrza jest nierealny, turbulencje niewielkie, a poziom hałasu zachwycająco niski. Być może teraz powinieneś ponownie rozważyć łożysko wentylatora. Łożysko znajduje się w samym sercu wentylatora i nie można go przeoczyć.

Jakość łożyska wentylatora jest często pomijanym aspektem projektu, ale ma kluczowe znaczenie. Wysokiej jakości łożyska zmniejszają chybotanie i hałas, przyczyniając się do lepszej ogólnej wydajności.

Podobnie jak w przypadku powyższego efektu hałasu turbulencyjnego, ciche łożysko pozwala wentylatorowi obracać się z większą prędkością i generować taki sam poziom hałasu jak wentylator, którego łożysko bardziej przyczynia się do hałasu. Jeśli użyjemy hałasu jako miary dyskomfortu, na który jesteś narażony podczas korzystania z komputera, cichszy wentylator zapewni większą wydajność przy tym samym poziomie hałasu niż głośniejszy.

Wybór idealnego wentylatora do komputera to połączenie sztuki i nauki. Wymaga zrozumienia dynamiki przepływu powietrza, konstrukcji mechanicznej i materiałoznawstwa.

Ale czy to ma znaczenie? Czy zauważysz duże zmiany w temperaturach procesora, gdy używasz różnych wentylatorów? To zależy. Porównując najwyższą wydajność flagowych wentylatorów wiodących marek, różnice te będą dość niewielkie. Może nie matematycznie małe, ale różnice od 5% do 10% prowadzą do tego, że krzywa chłodzenia napędza jeden wentylator o 10% szybciej niż inny. I bądźmy szczerzy, tak naprawdę nie słychać różnicy między 900 a 1000 RPM w domu.

Porównując te wydajne wentylatory z mniej wydajnymi na rynku (albo dlatego, że inżynierowie zostali zmuszeni do osiągnięcia niskiego punktu cenowego, albo gdy wszystko w konstrukcji wentylatora zostało potraktowane priorytetowo ze względu na RGB i projekt), to tak, różnice mogą być znaczące. Nierzadko zdarza się, że zmierzona wydajność chłodzenia różni się o 30% lub więcej. I to jest moment, w którym wentylatory zaczynają być naprawdę głośne, aby nadążyć za zwykłym użytkowaniem komputera.

Najlepszy wentylator dla ciebie to nie tylko liczby; musi zrównoważyć to, ile chłodzenia potrzebują twoje komponenty z tym, ile hałasu jesteś skłonny tolerować. Być może musi dobrze wyglądać z RGB w obudowie, być może musi łączyć się z jakimś koncentratorem RGB, który masz w starym komputerze, który przebudowujesz, i może kosztować poniżej określonej ceny. Wszystkie te czynniki zależą od ciebie, ale teraz możesz ocenić wydajność bardziej świadomym okiem.

Oczywiście, nawet jeśli ta krótka lekcja nie obudziła w Tobie wewnętrznego inżyniera, możesz po prostu wybrać wentylatory CORSAIR. Możesz wierzyć, że nasi ludzie mieli obsesję na punkcie wszystkiego, o czym tutaj wspomnieliśmy, a nawet więcej, dążąc do zaprojektowania wentylatora najwyższej klasy. Wystarczy spojrzeć na nasze wentylatory iCUE LINK RX i QX, jeśli chcesz zobaczyć, jak daleko są gotowi posunąć się nasi inżynierowie.