Raspberry Pi làm mát; Thổi không khí lạnh vào hoặc hút khí nóng ra ngoài?

Tôi đang gắn một cái quạt vào hộp đựng ban đầu của RPi. Tôi muốn sử dụng quạt cpu máy tính xách tay. Tôi có nên hút khí nóng từ RPi? hoặc thổi khí lạnh bên trong thùng máy? Btw, có một tản nhiệt trên chip Soc và LAN & USB.

Nó không thành vấn đề. Dù bằng cách nào bạn đang di chuyển không khí từ nơi này sang nơi khác. Làm mát là về khối lượng không khí, không phải là hướng đi.

Về lý thuyết, việc rút không khí ra có thể tạo ra áp suất âm bên trong vỏ máy, theo lý thuyết, có thể thuận lợi cho việc làm mát, tuy nhiên, trên thực tế, điều này sẽ không xảy ra trừ khi quạt của bạn là động cơ phản lực, có thể sẽ có tác dụng phụ rất bất lợi về trường hợp và những điều bên trong.

Một mối quan tâm thực tế hơn đối với các vỏ máy tính để bàn là sự tích tụ bụi bên trong vì tất cả không khí chuyển động. Tuy nhiên, bằng cách đẩy không khí vào thay vì ra ngoài, bạn có thể giữ sạch bên trong bằng cách bao gồm bộ lọc bụi ở bên ngoài quạt - sau đó bạn chỉ cần thỉnh thoảng hút bụi cho bộ lọc bụi. Cố gắng sử dụng các bộ lọc theo cách khác, trừ khi bạn có một số trường hợp đặc biệt, là không thể; nếu bạn thổi khí ra ngoài, bạn sẽ hút nó từ một vết nứt tùy ý, khe hở hoặc lỗ hổng và bụi sẽ bao phủ các thành phần ở giữa đó và quạt đầu ra.

Với trường hợp tích lũy bụi cỡ pi sẽ không gây ra nhiều rắc rối. Tuy nhiên, như tôi đã nhận xét, trong những trường hợp bình thường, việc di chuyển không khí bằng quạt ở nơi đầu tiên có lẽ là vô nghĩa, ngoài việc phục vụ như một máy tạo tiếng ồn trắng.

Khi không khí nóng có xu hướng bị mắc kẹt trong vụ án, tôi đoán việc hút nó ra sẽ hiệu quả hơn. Dù bằng cách nào, bạn nên đảm bảo có đủ lỗ bên cạnh quạt để không khí lưu thông.

Tôi đã thử nghiệm điều này với vỏ acrylic không nguyên bản và có vẻ như có kết quả tốt hơn một chút với việc đẩy không khí lạnh vào hộp. Xem video này với biểu đồ: https://youtu.be/N6keyV-gOzQ

Câu trả lời là: Bạn nên hướng luồng khí lạnh trực tiếp lên tản nhiệt.

Thường có những mũi tên được đóng dấu trên vỏ quạt cho thấy hướng quay của cánh quạt và hướng luồng khí đi qua quạt khi bật. Lắp đặt quạt sao cho không khí chảy trực tiếp lên bề mặt nóng.

Hơn nữa, trong mọi tình huống tương tự (nếu bạn có một dòng chất lỏng mà bạn muốn sử dụng để làm mát bề mặt nóng), hãy đảm bảo rằng bạn đang hướng phần nhanh nhất của dòng chảy vào điểm nóng nhất. Điều đó sẽ cho kết quả tốt nhất có thể.

Đây là lý do tại sao:

Có ba cơ chế truyền nhiệt chung:

1. Dẫn nhiệt - khi năng lượng được truyền đi do va chạm giữa các hạt (phân tử, nguyên tử);
2. Đối lưu nhiệt - khi năng lượng được truyền từ nơi này sang nơi khác bằng cách sử dụng chất lỏng chuyển động (không khí, nước, v.v.) làm môi trường vận chuyển; Có hai loại đối lưu - miễn phí và bắt buộc.
3. Bức xạ nhiệt - khi năng lượng được truyền bằng cách phát hoặc hấp thụ sóng điện từ;

Khi chúng ta muốn truyền nhiệt từ bề mặt nóng (như bề mặt tản nhiệt hoặc bề mặt chip IC) sang không khí xung quanh bằng cách sử dụng luồng không khí, chúng ta đang tạo ra một điều kiện đối lưu cưỡng bức. Đó là, luồng không khí 'lấy' các phân tử không khí bên trên bề mặt nóng và di chuyển chúng ra ngoài không gian.

Trong trường hợp chung, hiệu quả của cơ chế truyền nhiệt như vậy phụ thuộc vào tốc độ của luồng không khí 'lấy' các phân tử nóng và ném chúng đi, bởi vì, càng nhiều phân tử nóng chúng ta có thể loại bỏ khỏi bề mặt trên, càng mát sẽ là.

Chúng ta cần phân tích sự phân phối vận tốc của các luồng không khí có thể được tạo ra trong các tình huống khác nhau của vị trí quạt. Vì vậy, trước tiên hãy đặt tên cho các mặt của quạt: 'mặt sau' của quạt là mặt được hút không khí. Và 'mặt trước' của quạt là mặt của không khí được thổi ra. Ngoài ra, hãy giả sử rằng có một tản nhiệt được gắn vào IC.

Bây giờ, hãy so sánh hai trường hợp sau đây.

Đối với kịch bản, trong đó quạt được gắn vào bề mặt nóng bằng lưng (để nó hút không khí lên bề mặt nóng từ các mặt của tản nhiệt, vuông góc với trục quạt và thổi ra không khí bị hút vào không gian bên ngoài phía trước của nó), vận tốc của luồng không khí gần bề mặt nóng sẽ chậm hơn tốc độ của luồng đầu ra bị thổi ra ở phía trước quạt.

Đối với một chiếc quạt được gắn vào bề mặt nóng với mặt trước của nó (để nó hút không khí qua lưng, sau đó ném trực tiếp xuống bề mặt nóng và sau đó không khí được thổi ra qua các mặt của tản nhiệt) , tốc độ dòng chảy tối đa sẽ ở ngay điểm nóng nhất tạo điều kiện tối ưu cho việc làm mát.

IBM và HP đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu về chủ đề này trong thập niên 60 và 70. Thổi không khí vào làm mát phần nóng nhất tốt nhất, nhưng gửi nhiệt đó đến các phần khác do đó làm nóng chúng lên và hạ thấp tổng thể MTBF. Sucking tránh vấn đề này với điều kiện quạt được gắn bởi các bộ phận nóng nhất, nhưng cũng không mát lắm.

Và bụi tích lũy một trong hai cách. Nó sẽ luôn luôn khi bạn có bề mặt lạnh với luồng không khí.

Nhìn vào cấu hình của vỏ máy tính để bàn - tất cả chúng đều có quạt hút không khí, và một số cũng có quạt thổi khí vào.

Vỏ quạt luôn ở phía sau, thổi ra không khí; PSU thổi khí ra ngoài; card đồ họa thổi không khí ra ngoài.

Một số máy chủ rackmount có quạt ở giữa - hành động để vừa thổi vừa hút cùng một lúc!

Bí quyết là luồng không khí tốt (đó cũng là lý do tại sao một số có 2 bộ quạt) - nếu bạn có thể bịt kín phần còn lại của thùng máy, và cung cấp một đường dẫn tốt để không khí được đưa vào (thường ở phía trước) và thổi ra (thường là ở phía sau) sau đó bạn có được sự làm mát tốt nhất với lượng chuyển động không khí ít nhất. Nếu bạn có thể hạn chế lượng khí vào một khu vực nhất định, thì bạn cũng có thể đặt các bộ lọc bụi tại chỗ.

Bạn có thể thấy điều này trong các máy chủ rackmount mỏng 1U, trong đó các quạt rất nhỏ và được thiết kế để lấy không khí ở phía trước và thổi trực tiếp ra phía sau trên bất kỳ thành phần nào được đặt cẩn thận trong dòng chảy.