Про компьютерные вентиляторы в угольных фильтрах

[Doomnik 1,442]

              Я не занимаюсь микрогровингом, не делал реальный угольный фильтр для стелса. Всё, что  написано ниже - опыты и измерения, ничто не заменит практики. 

 

Меня как-то заинтересовали фильтры для стелсов сделанные на основе компьютерных вентиляторов, поэтому я решил немного разобраться в этой теме.

Для тестов я взял 3 осевых и один центробежный вентилятор. Итак, по порядку.

Первый в моем списке Noctua NF-12 3000rpm, который особо не нуждается в представлении.

Далее я нарыл у себя вентилятор Zalman и Cooler Master. Это простые вентиляторы, я даже не знаю их характеристик. Обычно подобные вентиляторы и берут, когда фильтр делается по принципу «я его слепила из того что было».

 

Четвертый подопытный, это центробежный вентилятор. Я его исключил из опытов поскольку он давал очень маленький расход воздуха, но про него я еще расскажу в самом конце.

Многие знают, что помимо таких характеристик как объемный расход воздуха и скорости вращения лопастей есть такой параметр как создаваемое статическое давление.

 Говоря простым языком, статическое давление - это максимальное давление, которое может создать вентилятор. Максимальное давление создается в том случае, когда через вентилятор не проходит воздух.

Понятно, что чем выше статическое давление, тем выше способность вентилятора продуть угольный фильтр.

По техническим характеристикам статическое давление Noctua  - 7,63 mm H₂O или 74,8 Па. Далее я буду работать с паскалями, мне так удобнее.  

Я решил проверить это.

Мой измерительный стенд имеет следующий вид: серая канализационная труба, на одной стороне вентилятор, который вытягивает воздух, на другой стороне закрытый малярным скотчем вход.  Вентилятор питает регулируемый блок питания, давление внутри измеряет манометр ДМЦ-01М с разрешающей способностью 0,1 Па.

Даю питание 12 В, измеряю давление на Noctua – 80Па. Аналогичным образом делаю замеры с использованием вентиляторов Zalman и Cooler Master.

Zalman  - 14,5 Па

Cooler Master – 16 Па. 

Мы видим, что разница в статическом давлении 5 раз. Я не знаю точную методику измерения статического давления, мой опыт показывает качественную разницу между вентиляторами.

Статическое давление это хорошо, но мне стало интересно узнать, как же компьютерные вентиляторы продувают угольный фильтр?

Для проведения эксперимента я сделал тестовый прямоугольный фильтр с толщиной угля 3 сантиметра. Его размеры 50 на 20  сантиметров. Почему такие размеры? Как известно, чем больше площадь угля, тем меньше его сопротивление, тем легче вентилятору прокачать через него воздух. Толщина в 3 см мне показалась наиболее оптимальной. Выращивать в стандартном объеме компьютерного системника проблематично, поэтому некое распространение получили корпусы формата full tower. В объеме такого корпуса фильтр моих размеров помещается почти впритык, поэтому свой фильтр я рассматриваю как некий максимум, который можно вообще достигнуть. 

 

              Понятно, что фильтры таких размеров редко кто делает, поэтому я сделал специальные заглушки, которые уменьшают полезную площадь фильтра. Если мы обозначим площадь вентилятора буквой S, то заглушки имеют площадь S, 2S и 3S. Т.е. моя цель узнать, как площадь фильтра влияет на производительность вентилятора.
 

              Итого мы имеем фильтр максимальной площади, и три фильтра с площадью S, 2S и 3S.

            

 

Все данные я забил в таблицу, объясню, как с ней работать
Берем для примера вентилятор Nocuta. В столбике давление (1) я забил величину статического давления при разном питании. Т.е. при подаче 8 вольт статическое давление равняется 39 Па. В столбике «расход» (2) я забил измеренный расход воздуха при разном питании, как видно Nocuta максимально выдает 225 кубов, однако при питании 8 вольт я получил 158 кубов. В столбце PRM величина скорости вращения вентилятора.

(на рисунке ошибка, где таблица с фильтрами написано л/ч, на самом деле м3/ч)

 

Методика измерения расхода воздуха следующая: воздушный канал с диаметром 125, ближе к входу расположен анемометр, на выходе стоит исследуемый вентилятор.  Включаем вентилятор, измеряем скорость воздуха, зная площадь воздуховода находи объемный расход воздуха.


Опытный человек заметит, что по документации вентилятор Nocuta выдает 186 кубов, а у меня 225.

На ютубе есть канал с тестами компьютерных вентиляторов, на видео про Nocuta тоже видно, что измеренный расход составил 227 кубов.  Я не знаю, почему такая разница между заявленным и фактическим значением, я склоняюсь к тому, что моя методика отличается от заводской.

Возвращаемся к таблице.  Расход из  столбика под номером 2 я принимаю за 100%. Теперь смотрим на таблицы потерь в фильтре. На примере Nocuta мы видим, что без фильтра на 12 вольтах расход был 225 кубов, а с фильтром максимального размера я получил 86 кубов. Т.е. расход воздуха уменьшился на 62%. Т.е. фильтр отнял 62% максимального расхода. Я думаю, что дальнейшая логика ясна.

(на рисунке ошибка, где таблица с фильтрами написано л/ч, на самом деле м3/ч)

Я, конечно, ожидал, что площадь будет больше влиять на расход воздуха, единственное очень хорошо видно, что при равной площади вентилятора и угольного фильтра расход воздуха у обычных компьютерных вентиляторов практически нулевой.

Мой анемометр не измеряет меньше 0,2 м/с, поэтому потери может и не стопроцентные и расход воздуха находится в районе 10 кубов.

 В общем, надеюсь, что таблица поможет понять как работает связка компьютерный вентилятор-угольный фильтр.

 

Короче то, что простые компьютерные вентиляторы слабы было вроде и так понятно.

Какие есть способы улучшить ситуацию?

Можно взять два вентилятора и подсоединить их последовательно или параллельно.

Последовательное соединение должно увеличить статическое давление, параллельное - расход

Проверим это.

Для примера возьму Coolmaster т.к. их у меня две штуки.

Один вентилятор дает 16 Па, т.е. две штуки должны дать 32. Проверяем это. Скрутил два вентилятора малярным скотчем, делаю замер давления – 21,5 Па. Увеличение в два раза не наблюдается.

В принципе понятно, что один вентилятор влияет на другой и из-за этой помехи давление не увеличивается как мне хотелось бы. Подключу вентиляторы не вплотную, а на расстоянии – фото ниже.

Сделал герметичный картонный короб, вентиляторы стоят по торцам (указано красными стрелками). Расстояние между ними примерно 15 см, делаю замер давления  - 26,1 Па. Стало больше, но удвоения снова нет.


Проверим параллельную работу вентиляторов.

Для начала снимку один вентилятор. Скорость потока в воздуховоде - 0,61 м/с.

Устанавливаю второй вентилятор. В теории объем проходящего через фильтр воздуха должен увеличиться в два раза. Делаем замер,  скорость воздуха – 0,72 м/с.

Т.е. объемный расход воздуха в первом случае составила 27 м3/ч, во втором 31. Удвоение расхода воздуха я не увидел. Я понимаю, что в случае если один вентилятор работает хуже чем другой, то воздух будет прокачиваться не через уголь, а через этот самый вентилятор, но моим прикидкам два вентилятора имеют в принципе одинаковые характеристики.

Ну и в конце я хотел рассказать про этот центробежный вентилятор который я купил в радиомагазине за 500 рублей.

Как вы думаете, какое статическое давление у этого малыша? Давайте измерим - 97 Па.

 

Т.е по статическому давлению он мощнее чем Nocuta.

Но есть одна проблема  - конкретно мой вентилятор выдает очень маленький расход, который я даже не могу измерить и он очень шумный, хотя Nocuta тоже не подарок на 12В.

Так что центробежные вентиляторы конечно предпочтительнее, но их надо выбирать по параметрам – уровень шума, расход воздуха.

Моя статья по цилиндрическим фильтрам для гроубокса.

Скоро на эту тему будет видео, размещу его в комментариях ниже. 

Изменено 5 января, 2021 пользователем Doomnik

[Sadomantia 0]

Информативно, спасибо

[FalconONE 904]

Благодарю тебя! С интересом ознакомился! Сейчас тестирую сборку с двумя noctua 3000 последовательно, продувают без проблем угольник горшкоф мини на 1700 оборотах. 

[BAMF 1,042]

Большое спасибо за труд, бро!

Имхо (!) если выбирать между меньшим стелсом (бокс побольше с учетом нормального канальника и готового фильтра) и сексом с этими компьютерными вертухами, то я бы выбрал первое

[Svetilnik 19]

В 06/01/2021 в 15:11, FalconONE сказал:

Благодарю тебя! С интересом ознакомился! Сейчас тестирую сборку с двумя noctua 3000 последовательно, продувают без проблем угольник горшкоф мини на 1700 оборотах. 

Привет бро , а насколько они шумные?

[FalconONE 904]

43 минуты назад, Svetilnik сказал:

Привет бро , а насколько они шумные?

 Привет ! На максимальных оборотах довольно шумные. Посмотри тесты на ютубе. На 40-50 процентах мощности уровнь громкости приемлемый. 

[Doomnik 1,442]

В 10/01/2021 в 16:35, Svetilnik сказал:

Привет бро , а насколько они шумные?

смотри с 11:07
https://www.youtube.com/watch?v=yl5wlHe4H6g&lc=Ugy6wWQK3V9Mkb6-s2h4AaABAg.9IbLhyaT_FL9IbSNtJjC5

[BearCat 6]

Ты делал замеры с пониженем напряжения.

Эти кулеры можно регулировать по PWM, что дает лучше результаты. Было бы здорово если ты промерил бы фильтр на величину скважности PWM. И зависимость скважности-производительности через фильтр - громкости.  Такой график  был бы очень кстати.  Плюс еще интересует режим двух  вентелей  Noctua в паралели, как многие делают.  На сколько реально увеличивается поток.

[Doomnik 1,442]

5 минут назад, BearCat сказал:

вентелей  Noctua в паралели,

у меня нет столько денег. Я и один купил скрепя сердце.
 

 

6 минут назад, BearCat сказал:

Эти кулеры можно регулировать по PWM, что дает лучше результаты.

Ага, есть такое в планах, но мне кажется, что это не поможет.

[BearCat 6]

Плюс интересно проверить разницу  расположения фильтра до вентилятора и после, а то есть некоторые граждане, уверяющие что продувает одинаково.

[Doomnik 1,442]

2 минуты назад, BearCat сказал:

Плюс интересно проверить разницу  расположения фильтра до вентилятора и после, а то есть некоторые граждане, уверяющие что продувает одинаково.

продувает одинаково.
 

[BearCat 6]

Неожиданно. Всегда был уверен что протягивать эффективнее.

Ну к плюсам протяжки - чистота каналов и лопастей вентилятора.  

А мог бы ты проверить еще одну вещь - расстояние вентилятора от фильтра как влияет на эфективность? где то видел инфу что от фильтра должно быть расстояние равное радиусу или диаметру вентилятора.

[Doomnik 1,442]

6 часов назад, BearCat сказал:

Неожиданно. Всегда был уверен что протягивать эффективнее.

Продувает одинаково в глобальном масштабе. 
Лучше вытягивать... Если мы говорим про стелсы, то когда вент вытягивает из бокса, то в теории в самом боксе область пониженного давления. 
Если в стелсе ты будешь дуть на фильтр, то воздух через него мгновенно проходить не будет, он будет ударяться о уголь фильтра и возвращается обратно.  Внутри будут кружить всякие левые воздушные потоки в результате чего запах может выйти наружу, т.к. пониженного давления внутри нет.  В результате ты можешь почувствовать запах и сказать, что во втором варианте эффективность вентилятора ниже. 

 

7 часов назад, BearCat сказал:

А мог бы ты проверить еще одну вещь - расстояние вентилятора от фильтра как влияет на эфективность? где то видел инфу что от фильтра должно быть расстояние равное радиусу или диаметру вентилятора.

Мы говорим про фильтр для стелса на базе компьютерного? Если да, то там всё равно не разгонишься. Сделай расстояние от угля 3-4 см. Думаю это оптимал

[Sadomantia 0]

В 24/01/2021 в 09:57, Doomnik сказал:

Продувает одинаково в глобальном масштабе. 
Лучше вытягивать... Если мы говорим про стелсы, то когда вент вытягивает из бокса, то в теории в самом боксе область пониженного давления. 
Если в стелсе ты будешь дуть на фильтр, то воздух через него мгновенно проходить не будет, он будет ударяться о уголь фильтра и возвращается обратно.  Внутри будут кружить всякие левые воздушные потоки в результате чего запах может выйти наружу, т.к. пониженного давления внутри нет.  В результате ты можешь почувствовать запах и сказать, что во втором варианте эффективность вентилятора ниже. 

 

Мы говорим про фильтр для стелса на базе компьютерного? Если да, то там всё равно не разгонишься. Сделай расстояние от угля 3-4 см. Думаю это оптимал

То что надо, пойду поставлю сеаружи вент, спасибо

[dro139 3,052]

Бро, классная статья, спасибо. Тока я не понял, если я соберусь делать такой фильтр, то должен быть зазор между углем и вентилятором? Вплотную прижимать или нужно делать зазор? 

И ещё вопрос, лучше кулер ставить чтобы он толкал воздух в фильтр или наоборот через себя прокачивал ?

Это я думаю не маловажные вопросы, ТК если мы ставим чтобы он толкал, воздух , то мы получаем доп.шумоизоляцию. Но мы так же знаем, что фильтр лучше ставить на всасывания, как используем их в полноценных больших гроубоусах. 

Изменено 9 апреля, 2021 пользователем dro139

[Doomnik 1,442]

8 часов назад, dro139 сказал:

Тока я не понял, если я соберусь делать такой фильтр, то должен быть зазор между углем и вентилятором? Вплотную прижимать или нужно делать зазор? 

И ещё вопрос, лучше кулер ставить чтобы он толкал воздух в фильтр или наоборот через себя прокачивал ?

1. Лучше делать зазор пару см
2. Лучше вытягивать... Если мы говорим про стелсы, то когда вент вытягивает из бокса, то в теории в самом боксе образуется область пониженного давления. 
Если в стелсе ты будешь дуть на фильтр, то воздух через него мгновенно проходить не будет, он будет ударяться об уголь фильтра и возвращается обратно.  Внутри будут кружить всякие левые воздушные потоки в результате чего запах может выйти наружу, т.к. пониженного давления внутри нет.  В результате ты можешь почувствовать запах и сказать, что во втором варианте эффективность вентилятора ниже

Изменено 9 апреля, 2021 пользователем Doomnik

[IIaHaTqpaLLIu 6]

Вот это нормальный подход к делу. Позвольте тоже свои 5 копеек внести, из личного опыта.

Натыкался на отзывы, что меняли Noctua Industrial на другие кулеры. Поступил так же, поменял NF-A14 IndustrialPPC-2000 на обычный NF-A14FLX, оба трехпиновые. Когда речь идет о стелсе - шум не на последнем месте, и я уверен, что никто, не то что на 3000, даже на 2000 оборотов, кулер не использует. Если уж говорить о 140мм вентиляторах у Noctua, то по-моему очевидно, что разница между моделями NF-A14 FLX, IndustrialPPC200 и IndustrialPPC3000 только в макс. оборотах, из-за которых и зависят остальные характеристики. Был бы график от производителя, мы бы наглядно убедились, но можно по максимальным показателям сориентироваться: 3000 - 10,52мм. вод. ст, 2000 - 4,18, 1200 -1,51. Имея перед глазами таблицу для 120мм вентилятора можем заметить что давление с падением оборотов уменьшается нелинейно. Далее, шум от вентилятора появляется уже на 700-800об. Т.е., если рассматривать вертушки в контексте стелса, то это  максимум на котором они будут работать. Так зачем платить больше за показатели, на которых вентилятор работать никогда не будет?

Помимо этого: 1. У индастриал версии более сильный мотор, который стартует при большем напряжении. На моем регуляторе оборотов я могу задать минимальную скорость вращения в %, индастриал уверенно стартует на 23, обычный на 15. При этом индастриал версия шумит на минимальных оборотах самим двигателем, звук как у каретки переключения скоростей велосипеда, когда едешь накатом, только тише. 2. Комплект поставки. Индастриал версия из возможнх плюсов имеет только удлиненный шнур, в то время как в FLX версии имеется удлинитель и два резистора для изменения скорости вращения с 1200 до 1050 или 900. На первый взгляд ничего страшного, но индастриал с резисторами от FLX не стартует. А значит что? Это значит что для него потребуется еще и регалятор оборотов, тогда как FLX версия может обойтись комплектными резисторами. 3. Ну и как бы подытоживая написанное - разница в цене в 800 рублей. 

Выводы делайте сами, но как по мне индастриал серия избыточна для стелса.

 

Поиски привели меня к другому типу вентиляторов - тангенциальным. По показателям, нечто среднее между осевыми и центробежными. Давление больше чем у осевых (поток меньше), а поток воздуха больше чем у центробежных (давление меньше). Да, немного оффтоп получается, вроде не компьютерные, но раз уж начали обсуждать вентиляторы, то почему бы и нет, тем более что споры осевые/центробежные уже многие видели, а вот такой вариант почему-то на обсуждение никто даже не предлагал .

Могут стоять перед фильтром, а их конструкция привносит новые варианты компановки содержимого бокса. Я даже загнался и переделал обычный 120мм кулер в такой. Пришлось заказать с али вал и подшипники, а крыльчатку и корпус распечатать на 3д принтере. Свою поделку забросил, люфты ощутимые, шумит из-за этого. Дует хорошо, но это лишь мое субъективное мнение, таких качественных тестов не проводил, но хотелось бы. Чтобы уже самому понять, вариант стоящий или как.

Изменено 9 апреля, 2021 пользователем IIaHaTqpaLLIu
поправил

[Doomnik 1,442]

23 минуты назад, IIaHaTqpaLLIu сказал:

Да, немного оффтоп получается, вроде не компьютерные, но раз уж начали обсуждать вентиляторы, то почему бы и нет, тем более что споры осевые/центробежные уже многие видели, а вот такой вариант почему-то на обсуждение никто даже не предлагал

Это статья на конкурс. 
Сама тема вот здесь

Было бы неплохо если ты всё здесь написанное и там бы продублировал ))) 

[СуперМодерДзаги 15,271]

1 час назад, Doomnik сказал:

Это статья на конкурс. 
Сама тема вот здесь

Было бы неплохо если ты всё здесь написанное и там бы продублировал ))) 

таакс, лучше я объединю две эти темы в одну, и эта одна тема будет отображаться в двух разделах

Готово. Две темы объединены, все коменты на месте, эту тему можно найти в разделах микрогров/стелс и в авторжги. Если что-то нужно поправить  - пиши.

И спасибо за статью и участие! 

[Гость]

18 часов назад, Doomnik сказал:

1. Лучше делать зазор пару см
2. Лучше вытягивать... Если мы говорим про стелсы, то когда вент вытягивает из бокса, то в теории в самом боксе образуется область пониженного давления. 
Если в стелсе ты будешь дуть на фильтр, то воздух через него мгновенно проходить не будет, он будет ударяться об уголь фильтра и возвращается обратно.  Внутри будут кружить всякие левые воздушные потоки в результате чего запах может выйти наружу, т.к. пониженного давления внутри нет.  В результате ты можешь почувствовать запах и сказать, что во втором варианте эффективность вентилятора ниже

Привет, бро! Я так понимаю в этой экспериментальной конструкции вентиляторы высасывают воздух из фильтра? Фильтр полностью открыт? И не влияет ли на поток воздуха сужение в виде трубы перед фильтром? Мне кажется без него расход побольше будет, особенно, когда установлено два вентилятора. И скорость вентиляторов, даже одинаковых, из одной коробки может быть разной. У меня так на арктиках при одинаковых условиях разница порядка 100 оборотов была как то.

Изменено 10 апреля, 2021 пользователем Гость

[Doomnik 1,442]

В 10/04/2021 в 14:53, svtig сказал:

Привет, бро! Я так понимаю в этой экспериментальной конструкции вентиляторы высасывают воздух из фильтра?

Да, воздух вытягивается.
Без этой трубы нельзя, т.к. в ней я измеряю расход воздуха. По-другому я даже не знаю как. 
Вообще идея была показать что расход не суммируется, а не вычислить его величину. 
 

Влиять это заужение будет, но не слишком сильно. Надо понимать, что все эти заужения и так далее активно мешают только на больших скоростях потока воздуха, а у меня там 0,6 м/с... Поэтому по моему мнению эта труба особо не мешает. 

Изменено 13 апреля, 2021 пользователем Doomnik

[Гость]

4 часа назад, Doomnik сказал:

Да, воздух вытягивается.
Без этой трубы нельзя, т.к. в ней я измеряю расход воздуха. По-другому я даже не знаю как. 
Вообще идея была показать что расход не суммируется, а не вычислить его величину. 
 

Влиять это заужение будет, но не слишком сильно. Надо понимать, что все эти заужения и так далее активно мешают только на больших скоростях потока воздуха, а у меня там 0,6 м/с... Поэтому по моему мнению эта труба особо не мешает. 

Ну так то да. Там дай бог при наилучших условиях прирост в 1,5 раза получить от двух вентиляторов. А о двух раз даже речи идти не может.

[Bj0rn 1,148]

Привет, в итоге в стелсе у тебя работает Ноктуа?

[Doomnik 1,442]

В 28/04/2024 в 17:05, Bj0rn сказал:

Привет, в итоге в стелсе у тебя работает Ноктуа?

нет, сайлент 250.
я же написал что не занимаюсь микрогровом в самом первом предложении. 

[Doomnik 1,442]

Еще статья на эту тему