Gibt es eigentlich irgendwo einen Grundlagen Artikel bzgl. Korrelation von Durchsatz und statistischen Druck in Hinblick auf Kühlperfomance auf Radiatoren? Was bringen denn x% hoher Druck und y% mehr Durchsatz an dT bei konstanten Bedingungen? Was sind überhaupt „gute“ Werte für Flow und Druck beim Einsatz auf Radiatoren?
Man kann sich dem Thema auf verschiedene Arten nähern. Beispielsweise kann man das ganze Thermodynamisch und Aerodynamisch betrachten. Du kannst aber auch einfach einmal testen, wie viel unterschiedliche Lüfterleistung bei dir ausmacht. Erst beschreibe ich mal den Test, weil das schnell gemacht ist.
Lass je einen Benchmark für die CPU und die GPU laufen um den PC aufzuheizen. Stell die Lüfter erst auf 100 %. Warte 5 Minuten bis sich die Temperatur etwas stabilisiert hat. Dann notierst du die Temperaturen von CPU und GPU. Dann stellst du die Drehzahl auf 90%, wartest wieder und notierst wo sich die Temperatur einpendelt. So gehst du mit der Drehzahl runter bis auf 20 %. Wenn die Temperaturen an ihre Limiten stossen, brauchst du natürlich nicht mehr weiter nach unten zu gehen. Das Spiel kannst du mit den Gehäuselüftern, aber auch mit dem CPU-Lüfter oder den Grafikkartenlüftern machen. So wie die meisten Kühlungen ausgelegt sind, wirst du von 100 % bis auf etwa 60 bis 70 % erst einen kleinen Unterschied merken. Weiter nach unten werden due Unterschiede dann immer grösser, weil der Luftwechsel für die Kühlung knapp wird.
So, nun zur thermodynamischen Betrachtung. Die Abwärme ist bei einem PC ja durch den Stromverbrauch von CPU und GPU gegeben. Wenn man den Luftdurchsatz durch einen Radiator vergrössert, wird die Wärme von den Lamellen besser an die Luft abgegeben und die Temperaturdifferenz zwischen Lamellen und Luftmasse sinkt. Alles andere wird dadurch nicht verändert. Wenn die Abwärme gleich bleibt, bleibt beispielsweise die Temperaturdifferenz innerhalb der CPU und auf dem Weg zum Kühler gleich. Also können wir diesen Bereich ausser Betracht lassen. Wenn die Lamellen die Wärme besser abgeben können, sinkt die Temperaturdifferenz vom Kühler zur Luft und somit auch die Temperatur von CPU oder GPU.
Wenn man Luft durch den Kühler bläst, wird diese von den Lamellen erwärmt. Wenn man mehr Luft durch bläst, muss sie nicht gleich stark erwärmt werden um die selbe Wärmemenge abzutransportieren. Dazu verwirbelt schnellere Luft stärker und so tauscht sich die Luft an den Lamellenflächen besser aus. Dadurch kann die Wärme von den Lamellen besser abgegeben werden.
Wie oben beschrieben bringt mehr Luftdurchsatz ab einer gewissen Menge aber immer weniger. Wenn man die Lüfter auf tiefer Drehzahl laufen lässt, kann die Temperaturdifferenz zwischen Kühler beispielsweise 20 Grad sein. Wenn man den Luftstrom erhöht, sinkt die Differenz recht schnell auf unter 10 Grad ab. Mit einem höheren Luftstrombringt man die Differenz dann vielleicht auf 5 Grad hinunter. Ab da bringt eine Erhöhung natürlich immer weniger, da man ja gar keine hohe Differenz hat die man noch verkleinern kann. Da muss man schon sehr viel mehr durchblasen um vielleicht nochmals 2 oder 3 Grad heraus zu kitzeln.
Es ist schon richtig, dass bei Tests immer nur der Luftdurchsatz der Lüfter angegeben wird. Das ist gut vergleichbar. Die aus der Luftmenge resultierende Temperatur ist vom der abzuführenden Wärmemenge, dem Kühler und anderen Einflüssen abhängig. Wenn dann bei Tests nur irgend ein Einfluss anders ist, sind die Resultate nicht mehr vergleichbar. Es lässt sich auch nichts umrechnen, da der Einfluss der des Luftdurchsatzes ja sich ja nicht linear auf die Temperatur auswirkt. Sogar mit aerodynamischen Simulationen sind solche Zusammenhänge sehr schwer zu berechnen und haben meist grosse Ungenauigkeiten.
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