В разговоре с YouTube-каналом Gamers Nexus представитель компании Noctua Джейкоб Деллинджер (Jacob Dellinger) рассказал об основах проектирования вентиляторов для охлаждения ПК — от геометрии лопастей и акустики до воздушного потока и сопротивления радиатора. Хотя существующие конструкции совершенствовались десятилетиями, Деллинджер предполагает, что для дальнейших существенных улучшений в будущем могут потребоваться прорывы в разработке новых материалов.

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Деллинджер пояснил, что понятие «угла наклона лопасти» относится к геометрическому наклону между лопастью вентилятора и плоскостью вращения, а «угол атаки» описывает аэродинамическое взаимодействие между лопастью и набегающим потоком воздуха. Эти углы изменяются по длине лопасти — они круче у ступицы и положе у кончика — в соответствии с профилем скорости вращения.

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Больший угол наклона лопасти увеличивает воздушный поток за один оборот, но повышает риск срыва потока и усиления акустической турбулентности. Даже небольшие изменения угла наклона — всего на 1° — могут заметно повлиять как на эффективность воздушного потока, так и на уровень шума.

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Количество лопастей вентилятора напрямую влияет на частоту их прохождения, которая коррелирует с показателем шума. Например, семилопастной вентилятор, вращающийся со скоростью 2000 об/мин, издаёт звук с более низкой частотой — 233 Гц по сравнению с девятилопастным вентилятором, у которого этот показатель достигает 300 Гц. Однако уменьшение количества лопастей влечёт за собой компромиссы в создаваемом давлении воздуха и жёсткости конструкции. Разработчикам приходится компенсировать это увеличением площади лопастей или более высокой скоростью вращения, что может нивелировать акустическое преимущество. В настоящее время компания Noctua отдаёт предпочтение девятилопастным конструкциям для 120-мм вентиляторов, ссылаясь на то, что они обеспечивают баланс между воздушным потоком, давлением, структурной жёсткостью и акустикой.

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Конструкция радиатора влияет не только на эффективность охлаждения, но и на шумовые характеристики вентилятора. Хотя радиаторы выигрывают от большего количества рёбер и увеличенной площади поверхности, повышение плотности рёбер создаёт сопротивление воздушному потоку. Это сопротивление может привести к тому, что вентиляторы будут работать вблизи зон срыва потока на своих кривых давления, увеличивая турбулентность и уровень шума. Теплопередача также неравномерна вдоль ребра: она достигает пика у передней кромки и снижается из-за образования пограничного слоя. В последних разработках Noctua предпринимаются попытки согласовать характеристики вентилятора с соответствующим сопротивлением радиатора, чтобы оставаться в оптимальных диапазонах воздушного потока.

Инженер Noctua объяснил, почему идеальный вентилятор для ПК до сих пор не создан

Несмотря на то что инструменты моделирования и прогнозирования стали более совершенными, будущие усовершенствования в конструкции потребительских вентиляторов могут в большей степени зависеть от материалов, чем от геометрии. Переход Noctua с ПБТ и АБС-пластика на жидкокристаллический полимер (ЖКП) позволил уменьшить допуски на наконечники и снизить вибрации, что помогло стабилизировать производительность на более высоких скоростях. Металлические или композитные лопасти теоретически могут дать преимущества, но при этом, вероятно, повысят уровень шума и стоимость производства. Некоторые акустические улучшения уже реализуются с помощью методов контролируемой турбулентности, таких как конструкция ступицы центробежного турбулентатора, применяемая в вентиляторах Noctua G2.

Деллинджер с осторожным оптимизмом относится к возможным будущим прорывам в конструкции вентиляторов. По его мнению, большинство инженерных возможностей уже исчерпано в рамках ограничений, накладываемых текущими материалами и вариантами применения. Хотя концепции с малым количеством лопастей или вовсе без рёбер могут показаться перспективными, практические ограничения по воздушному потоку, турбулентности и стоимости пока удерживают такие идеи на уровне теории.

От admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *