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  1. #1

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    Le Pompe negli impianti di raffreddamento a liquido per PC

    Di Matteo "Kinetick" Paolini.

    Nella creazione di un impianto a liquido una delle domande più ricorrenti, ed uno dei dubbi maggiori, da parte di chi si appresta ad acquistare le componenti sono quelli che riguardano la pompa da acquistare per il proprio impianto.


    Spesso vedo al riguardo parecchia confusione, sia perché non è ben chiaro a cosa serva e come funzioni, sia per una errata lettura delle specifiche tecniche delle pompe. A confondere ulteriormente gli utenti c’è la tendenza da parte dei produttori di utilizzare metodi diversi per misurare le caratteristiche tecniche delle pompe.


    Il seguente articolo riguarda in particolar modo le pompe attualmente disponibili presso i rivenditori italiani e quelle più usate in Italia e nel panorama internazionale. Queste pompe sono Pompe centrifughe a 12V. Anche se basato su considerazioni di tipo “tecnico” questo articolo non vuole essere un trattato di fluidodinamica, ma una lettura semplice e fruibile da tutti coloro che vogliono assemblare un impianto a liquido.


    A cosa serve la Pompa?


    Lo scopo della Pompa nell’impianto a liquido è quello di far circolare l’acqua attraverso l’impianto, creando quello che viene chiamato “il Flusso”, affinché l’acqua prenda il calore dalle sorgenti (le basi di rame dei waterblock in contatto con i componenti da raffreddare) e lo dissipi in aria tramite i recapiti (i radiatori), permettendo il corretto funzionamento dell’impianto.


    Le pompe sono composte da un motore elettrico (appunto alimentato dalla linea dei 12V) che muove una girante, la quale trasmette il suo moto all’acqua tramite accelerazione centrifuga. Queste pompe non sono autoadescanti e quindi necessitano di essere costantemente riempite (nel nostro caso grazie alla gravità) per funzionare.



    Cos’e’ il Flusso? Come si misura? (La Portata)


    Il Flusso è quindi il movimento dell’acqua attraverso tutti i componenti dell’impianto (tubi compresi). E’ definito da direzione e verso del movimento dell’acqua. Se pensiamo ad un rubinetto domestico il flusso è il getto di acqua che ne esce e il suo verso è più o meno verticale, diretto verso il basso.


    Il Flusso viene quantificato con la misura della Portata (Q). Questa è la portata volumetrica che rappresenta il volume di acqua che attraversa una sezione dell’impianto in un unità di tempo. In condizioni di Flusso costante la Portata è costante in tutte le sezioni dell’impianto (perpendicolari alla direzione del flusso).


    La portata dipende dalla velocità dell’acqua e dall’area della sezione. Essendo costante la Portata, in due punti dell’impianto di diversa sezione la velocità dell’acqua sarà differente (maggiore è l’area, minore è la velocità).


    Le unità di misura della Portata universalmente usate nel raffreddamento a liquido sono:


    - GPM: Galloni Per Minuto. Un gallone corrisponde a circa 3,79L. (Usata in tutto il panorama internazionale e soprattutto in USA e UK).


    - LPM: Litri Per Minuto.


    - L/h: Litri per Ora (anche detto LPH). 1GPM = 227,12L/h. (questa unità di misura è la più usata in Europa ed in Italia e sarà quella di riferimento in questo articolo).

    La Portata attualmente è l’unica grandezza misurabile dagli utenti con metodi semplici ed economici, e che può dare immediatamente un segnale di “salute” dell’impianto. Per misurare la Portata si usano i Flussimetri, che hanno un prezzo intorno ai 50 euro e permettono una misura abbastanza precisa della portata.

    L’utilizzo di un flussimetro in un impianto non è necessario, ma consiglio almeno l’utilizzo di quei flussimetri economici, composti da una semplice girante, al fine di verificare il movimento dell’acqua (e quindi il funzionamento della pompa).


    Quali sono le caratteristiche tecniche delle Pompe?


    Chiariti questi concetti fondamentali possiamo concentrare la nostra attenzione sulle caratteristiche tecniche delle pompe, che non sono altro che i dati comunicati dalle aziende per descrivere le caratteristiche di funzionamento.


    Modello [Model – SKU]: Il modello è il nome con cui viene chiamata la pompa. La maggior parte delle pompe vengono acquistate da un produttore OEM e rimarchiate dalle aziende che poi le rivendono al pubblico.


    Tensione di alimentazione [Rated Voltage, Start-up Voltage]: E’ la tensione (in Volt “V) necessaria al funzionamento della pompa, che può essere espressa anche in un intervallo di valori. A volte viene anche espresso lo “start-up voltage”, ossia il voltaggio minimo di avviamento.


    Consumo [Power Consumption]: E’ il consumo (in Watt “W”) della pompa, che rappresenta la potenza elettrica consumata in un ora di funzionamento della pompa.


    Portata Massima [Maximum Flow]: E’ la portata massima raggiunta dalla pompa in condizione di resistenza al Flusso nulla.


    Prevalenza Massima [Maximum Head Pressure]: E’ la Prevalenza massima della pompa ottenuta in condizione di flusso nullo.


    MTBF (Mean Time Between Failures): E’ letteralmente il “tempo medio fra I guasti”. Rappresenta il tempo di funzionamento medio prima della rottura, spesso riferito alle condizioni di 25°C di temperatura ambiente. In parole povere la vita stimata della pompa in funzionamento.


    Che cos’è la Prevalenza? Che relazione ha con la Prevalenza Massima e con la Portata?


    Molto spesso sentiamo sui forum considerazioni sulla Prevalenza delle pompe e sull’effetto che questa caratteristica andrà poi ad avere sulla portata dell’impianto.


    La Prevalenza (H) è la Forza Idromotrice generata dalla pompa e, semplificando, è funzione dalla pressione e dalla velocità del fluido.


    La Prevalenza descritta tra le caratteristiche tecniche delle pompe è, per l’appunto, la Prevalenza Massima. Questo è il valore riferito alla pressione massima sviluppata dalla pompa in condizioni di portata nulla! In un impianto domestico l’unica condizione assimilabile è che qualcosa ostruisca completamente il Flusso…


    La Portata Massima è invece riferita alla condizione di Prevalenza uguale a zero, quindi in condizione di nessuna resistenza al Flusso (più correttamente a Perdita di Carico nulla). L’unica condizione assimilabile sarebbe quella di non avere componenti nell’impianto…

    La Curva Caratteristica della Pompa, le Perdite di Carico e la Curva Caratteristica dell’Impanto


    Immaginando un Piano Cartesiano, potremmo scegliere come asse delle ordinate la Portata e come ascisse la Prevalenza. Portata e Prevalenza Massime sarebbero due punti (Qmax,0) e (0, Hmax). Questi due punti non sono altro che le intersezioni della Curva Caratteristica della Pompa con gli Assi Cartesiani.


    La Curva Caratteristica descrive le prestazioni della Pompa, alla sua Tensione di Alimentazione, definendo la Portata generata in un impianto che genera una certa Perdita di Carico.


    La Perdita di Carico è la diminuzione di pressione del Flusso generata dalla resistenza opposta dalla struttura interna dei componenti dell’impianto al passaggio dell’acqua. Per semplificare potremmo dire che l’acqua, a causa degli urti con le pareti dei componenti e dei cambi di direzione necessari a percorrere l’impianto, perde pressione via via che attraversa i componenti.


    I componenti dell’impianto avranno anche loro una Curva Caratteristica. Questa curva inizia all’origine degli assi e fa crescere la Perdita di Carico al crescere della Portata.


    La somma delle curve caratteristiche dei componenti (raccordi, vaschetta, radiatori, waterblock, flussimetri e quant’altro) darà come risultante la Curva Caratteristica dell’Impianto.


    Il punto in cui si incrociano le curve caratteristiche di Pompa e Impianto identifica la Portata generata dalla Pompa in quel particolare impianto.


    E’ possibile trovare in internet recensioni, di eccellente realizzazione, in cui sono pubblicate le Curve Caratteristiche di Pompe Waterblock e Radiatori. Sarebbe quindi possibile, ed esiste già qualche strumento al riguardo, calcolare con un foglio elettronico la portata raggiunta da una Pompa con un determinato impianto (ovviamente con un margine di errore dovuto alla lunghezza e curvatura dei tubi).


    Cos’è la Restrittività?


    La Restrittività è…. Non esiste. O almeno non ne ho trovato traccia online e nei libri di fluidodinamica. Anche io uso spesso questo termine, e ho cercato di definirlo in base a come viene comunemente utilizzato.


    La restrittività è la Pendenza (media) della Curva Caratteristica di un componente. (Definizione Soggettiva)


    Di conseguenza, un Waterblock con una Curva Caratteristica non molto pendente (che quindi ha un minore incremento delle Perdite di Carico al crescere della Portata) è poco restrittivo, mentre uno con Curva molto pendente (che fa crescere rapidamente le Perdite di Carico con la Portata) è molto restrittivo.

  2. #2

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    Bravo Matteo

  3. #3

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    Quote Originariamente inviato da mm99 Visualizza il messaggio
    Bravo Matteo
    Grazie

    Intanto un'anteprima:

    Le Pompe negli impianti di raffreddamento a liquido per PC-uploadfromtaptalk1427471172424.pngLe Pompe negli impianti di raffreddamento a liquido per PC-uploadfromtaptalk1427471289796.png

  4. #4

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    Ottimo Kine, seguo interessatissimo

    Le pompe hanno top di serie immagino.
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    "L'esperienza è il tipo di insegnante più difficile. Prima ti fa l'esame, poi ti spiega la lezione" O. Wilde

  5. #5

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    Bel topic,
    seguo con molto interesse....
    E' meglio essere ottimisti ed avere torto piuttosto che pessimisti ed avere ragione.
    Cit. Albert Einstein

  6. #6

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    Grande Matteo ci voleva proprio un "illuminazione" di questo tipo per sfatare ogni tabù e togliere qualsivoglia dubbio in merito !!!! A Chapeau !!!!


  7. #7

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    Senza carico, la Sanso pare piccina piccina
    E' meglio essere ottimisti ed avere torto piuttosto che pessimisti ed avere ragione.
    Cit. Albert Einstein

  8. #8

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    Quote Originariamente inviato da Dot_Kappa Visualizza il messaggio
    Ottimo Kine, seguo interessatissimo

    Le pompe hanno top di serie immagino.
    Quote Originariamente inviato da barcar70 Visualizza il messaggio
    Grande Matteo ci voleva proprio un "illuminazione" di questo tipo per sfatare ogni tabù e togliere qualsivoglia dubbio in merito !!!! A Chapeau !!!!
    Quote Originariamente inviato da ufomito Visualizza il messaggio
    Bel topic,
    seguo con molto interesse....
    Quote Originariamente inviato da ufomito Visualizza il messaggio
    Senza carico, la Sanso pare piccina piccina
    Grazie a tutti ragazzi!

    Ho deciso di postare il lavoro anche se incompleto per avere qualche commento e un pò di partecipazione.
    Purtroppo per varie ragioni l'ho quasi abbandonato (fate conto che questo materiale risale a ottobre/novembre).

    Per le Laing ho usato il top aftermarket (sia le DDC che la D5).

    La Sanso purtroppo era in cavitazione a qualunque voltaggio

    Attualmente conto di fare solo un altro post per un inquadramento generale dei dati che ho estrapolato (postazione di test e risultati).

    Se qualcuno ha interesse a collaborare in qualche modo mi contatti pure in PVT.

  9. #9

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    Quote Originariamente inviato da ufomito Visualizza il messaggio
    Senza carico, la Sanso pare piccina piccina
    Quote Originariamente inviato da Kinetick Visualizza il messaggio
    La Sanso purtroppo era in cavitazione a qualunque voltaggio
    E ci credo. Senza carico dovreste sentire la IT9 24V.

  10. #10

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    Ho una pompa EKWB D5 vario da 23 watt con presa tachimetrica, che per necessità di alimentazione è collegata direttamente dall'alimentatore, poiché la corrente fornita dagli slot di ventilazione non supera il watt.

    Ho collegato il polo del connettore tachimetrico al corrispondente polo in uno degli slot dei fan rimasto libero, ma dalla Suite 3 Asus non ho rilevamento della velocità, diversamente da quanto accade per tutte le altre ventole che hanno tutti e tre poli connessi al medesimo slot.

    Gentilmente, qualcuno sa spiegarmi se il mancato rilevamento della velocità della pompa dipende dalla mancanza del collegamento allo stesso slot dei poli + e - della pompa e se esiste un modo per ovviare ?

    Saluti...

    In attesa di risposta ho risolto in autonomia con con Laing D5 con PWM
    Ultima modifica: 11-04-2015 alle 18:54, di kRel
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