Zotac Vapor Phaze kokar och kyler

Dår får du ett större tryckfall och ett bra mycket större pumparbete. Det finns en anledning till att man vill pumpa vätska och inte gas.

Så du vill trycka runt en vätska och gasblandning i slangar som är ett gäng milimeter i diameter och samtidigt lyckas kyla något? Du kommer få problem i radiatorerna också eftersom de är radiatorer och inte kondensatorer.

Ska du köra med den där vätskan får du designa om hela vätskeskylningn för noll vinst. Fast du är inte alls begränsad till vätskans koktemperatur. Så länge du har ångbubblor så får du temperaturer över kokpunkten. Har du dessutom två komponenter i serie så är risken att den andra komponenten bara blir kyld av mättad ånga, det vill säga nästan ingen kylning alls.

Det finns inga som helst fördelar med att krångla till det med en sånhär vätska i ett slutet kylsystem. Där vill man inte ha kokning alls för att det gör det mycket jobbigare. Kanske om du ska lägga in en liten turbin och vill använda expansionsarbete för att tillverka el. Du lär dock inte få ut mer än ett par watt ur en normal speldator.

Alltså, det går i teorin men det finns noll och inga fördelar. Är man paranoid ska det nog gå att hitta en hel hög med vätskor som går att slänga rakt in i ett vanligt kylsystem helt utan modifikation eller med bara små modifikationer som kraftigare pump och andra material i packningar och slangar.

Hej JayDee

I ditt första post tänkte jag att du inte hade riktigt koll... men du visar i senare poster att du har ganska bra koll på detta med värmeöverföring. Problemet med gasskickt kan som sagt lösas om man har en större yta att koka på... de skulle med fördel kunna användas i zotacs lösning också för att få bättre kokning. Så just de problemet går att lösa.

Som jag förstår tänker du dig ett slutet system med fasomvandling vätska -> gas... De kommer innebära BETYDANDE tryckökningar om du tänker ha en "slang/rör" efter processorn. Vatten till exempel ökar sin volym 1200 gånger när den övergår till gasfas... Du kan visserligen utan problem ha högre flöde på en gas eftersom den har lägre viskositet och de blir mindre motstånd i röret... Men de handlar fortarande om en faktor 1000 på volymen... Detta är ett problem!

Sen om man ska tänka lite mer praktiskt... Du har ett datorsystem... de använder ström som omvandlas till värme. Denna värmen vill du föra bort från framför allt processor och GPU. För samtiliga lösningar som diskuterats är tanken att överföra värmen till luften utanför datorn. I system du tänkte dig där vätskan skulle kokas skulle gasen i sin tur kondenseras... Om du ska överföra värme till luften utanför datorn är de betydligt enklare om du har en vätska som du kan köra i en radiator som "kyls" med luft... Detta är smidigare än att ha en kondensor som kyls med luft... värmeöverföring till och från gas är alltid lite problematiskt eftersom gas alltid kräver stora ytor för att "tätheten" är så låg. De är de som är stora fördelen med kylmediet är i vätskefas hela tiden... lätt att värma upp... lätt att kyla ner...

Sen finns de förstås luftkylare... då överförs värmen direkt till luften... också effektivt... enda problemet är att värmen inte riktigt hamnar där man vill... nämligen i datorlådan... Som då i sin tur måste kylas med fläktar... där är de dock bara en fråga om att byta luft vilket är relativt enkelt.

Du är ingen idiot... men din ide är inte helt genomtänkt hela vägen däremot.

Vilket ämne har teoretiskt sett bästa kylförmågan?

OFFTOPIC!

För att få tyst på alla som gnäller på reklamen så kan SweClockers införa en avgift per månad för att få tillgång till diverse videofilmer och recensioner,

Jag personligen har inget emot reklamen då den genererar intäkter åt sweclockers. inga intäkter = inga pengar = det kan ej betalas ut löner eller betala omkostnader som krävs att driva sidan eller andra aktiviteter!

Trött på att folk bara vill ha allt gratis nuförtiden

Ontopic

Relativt cool idé men frågan är om det finns någon marknad för det ?

Du vet väl att rent vatten, t.ex. destillerat vatten som man använder till vattenkylning inte leder ström?

Destillerat Vatten kan visst leda ström, detta pågrund av att vissa vattenmolekyler avger en väte så att det blir oxoniumjoner ( H30+ ) och hydroxidjon (OH-). Det har alltså bildats lite joner. Det har visserligen väldigt svag ledningsförmåga, men det finns dock.

Iaf om man ska tro på det som stod i kemiboken

precis dessutom kan man ju kika på texten under medans reklamen går

Fast i fallet enkel kylning är det omotiverat komplicerat med en cykel. Dessutom påminner din cykel mer om en ångcykel än en kylcykel eftersom du inte har en kompressor utan en pump. Alltså har du byggt en ångmaskin utan att ta hänsyn till fördelarna. Faktum är att det finns noll och inga fördelar med att förånga vätska i ett system med pump eftersom det bara gör allting fruktansvärt mycket mer komplicerat utan att du vinner något. Temperaturen är inte begränsad till mättnadstemperaturen eftersom du har en ångblåsa närmast det som är varmast och ju varmare det blir, ju större blir ångbubblan som förstör värmeöverföringen och därmed sticker temperaturen. Detta är ett stort problem i vissa praktiska tillämpningar som till exempel nödkylning av kärnkraftverk. Du försöker få fram vätska men den når inte fram. Ett annat exempel är ju det klassiska med en alkalimetall i vatten. De lite tyngre metallerna sjunker ju och är helt nersänkta i vatten men jag kan lova dig att de brinner med betydligt högre temperatur än 100 grader. Det går även bra att svetsa under vatten och det krävs bra mycket mer än 100 grader för att svetsa ihop två metallbitar. Att du är begränsad till vätskans temperatur (minus ledningsförluster) gäller fram till kokningen, sen börjar det bli komplicerat.

Det finns lägen då man vill åt kokningen och det är i heatpipes eftersom där har du ingen annan drivkraft för masstransporten. I en sluten kylslinga har du redan en pump som står för cirkulationen. ska du då blanda in ånga så blir systemet väldigt väldigt svårreglerat, du måste ha regulatorer som kontrollerar flödet baserat på last för annars riskerar du att få in gas i pumpen varpå den går sönder. Hela kylsystemet måste designas om från grunden, radiatorerna måste bli mycket större för att hantera det ökade volymflödet.

Vad har du då tjänat på det här? Jo som sagt, man skulle kunna använda expansionsarbetet i ångan i en liten turbin som kan driva en generator. Fast med tanke på den låga verkningsgraden på den typen av turbiner vid så låga temperaturfall och så små flöden så handlar det nog bara om några watt. Det finns dock tillverkare som har tittat på att integrera ångturbiner i bilar för att ta hand om spillvärme i avgassystemet. Alltså koka en alkohol med allt värme som finns efter katalysatorn och med ångan driva en liten turbin. Det handlar dock om mycket mycket mer värme och dessutom inte alls lika varierande last.

Angående storleken på värmeväxlare så är det ju värmeöverförande area som är intressant. Det är dock väldigt mycket lättare att växla vätska till luft än luft till luft eftersom du kan ha enkla rör med massa fenor på i fallet vätska luft medan luft-gas-växlare är gigantiska paket med veckad plåt. Den sämre värmeöverföringen straffar alltså båda sidor och gör paketen väldigt stora. Industriellt brukar man aldrig kondensera med luft för att det är för komplicerat. Istället har man kylvatten som man kondenserar med och sedan kyler man kylvattnet mot luft i en vatten-luft-värmeväxlare. Här har du en bild på en luft-luftvärmeväxlare:

Som du ser är det stora klumpar som inte kan göras tunna, utan de måste vara stora. Sen ska du alltså i den där bygga in ett system för att fånga upp kondensat på ett effektivt sätt. Ser du designproblemen?

Alkoholer är i allra högsta grad polära eftersom de har minst en OH-grupp. Det är just den polariteten som gör att de kan lösas i vatten. Ju fler OH-grupper i förhållande till kol. ju mer polära blir de. Tyngre alkoholer med enstaka OH-grupper är dock väldigt opolära men så länge det finns ett syre med där så har de en viss polaritet.

Titta på filmen på processorn en gång till. Det här handlar om en liten area med relativt hög effekt. Någon har ju redan konstaterat att vätskan har en kokpunkt på strax över 50 grader och processorn har en temperatur på 70 grader. Vad säger det dig?

Jag sa inte att det var smart med turbin, jag sa att det var den enda rimliga motiveringen till att överhuvudtaget blanda in kokning i en sluten kylslinga. Om du nu inte ska ha en kompressorkylning och kyla till temperaturer under omgivningstemperaturen men det var det ju inte tal om här. I övrigt finns inga fördelar, bara nackdelar. Finns förövrigt turbiner som klarar hög andel vätska fint. Det förekommer att man vill använda lågvärdig spillvärme och då finns det något som kallas organisk ångcykel. Alltså man använder ett organiskt lösningsmedel med låg kokpunkt istället för vatten och kör en Rankinecykel vid låg temperatur. Där överhettar man inte utan hela cykeln ligger under mättnadskurvan. Resultatet är blöt ånga men det går alltså att designa en turbin som klarar det. Finns även exempel på vanliga ångturbiner som körs på mättad ånga så den biten är inget att oroa sig för.

Sanning med viss modifikation. Viss grad av kokning (Nucleate Boiling) ökar faktiskt värmeöferföringsförmågan (sök på youtube/google för fina filmer/bilder). Detta har att göra med att värmeöverföringsytan har en kontakttemperatur med kylmediet som ligger över vätskans kokpunkt, bulkvätskan är underkyld, när en gasbubbla släpper från ytan kolapsar den och överför fasförändringenergin till bulkvätskan (man får helt enkelt en ytförstoringseffekt)och därmed ökar mängden värme som överförs. Detta är till viss del önskvärt (även i ett kärnkraftverk), däremot uppstår problem om man får DNB (Departure from Nucleate Boiling) eller övergång till filmkokning. Då täcks den värmeöverförande ytan med en ång/gas-hinna (film av gas), gasen har avsevärt lägre värmekonduktivitet än vätskan och (i fallet kärnkraftverk) så överhettar man bränslet och kapslingen kan till och med bli så varm att den börjar "brinna". Man undviker detta genom snabb utsläckning genom att skjuta in en stor mängd kallt vatten...men det är en annan historia.

Titta på filmen igen och titta noga på processorn, det där liknar mer filmkokning än något annat. Ett sätt att komma runt detta är att använda en PFC vätska med högre kokpunkt så att man får ner mängden kokning, öka den värmeöverförande ytan eller tvingad konvektion (få ner temperaturen på processorn)...

För ett konventionellt vattenkylningssytem skulle man direkt få ånglåsning i kylblocken eller slangarna med den här vätskan.

Det bästa kylmedlet är superkritiskt Helium-3, därefter superkritiskt helium på grund av deras sjuka värmeöverföringsförmåga. En temperaturgradient på 1 grad kelvin propagerar genom vätskan >20 m/s (superkritiskt helium, det finns säkert någon raketforskare här på Swec som har siffror på He-3). Superkritiskt helium är dock inte särskilt praktiskt i hemma datorsammanhang...eller särskilt billigt!?

Diamant skulle fungera väldigt bra som kylfläns, det går numera att framställa diamant med hjälp av CVD-teknik, dessa diamanter kostar ca: 1/4-del av konventionellt brytna ditton (2009) dock oberoende på storleken/vikten! Man kan alltså "växa" sina egna diamanter om man har tillgång till en bra vakumkammare och lite enkla gaser, i stort till godtycklig storlek. Forskning pågår för fullt... Har sett exempel på 4 tums kisel-skivor som täckts med ett homogent lager diamant eller diamanter i smyckeskvalitet med en diameter på 2-3 cm.

Du kondenserar fortfarande mediet i en Rankin Cykel, oavsett om det är vatten eller någon annan fluid som används. Mellan punkt 2 och 3 (i din bild) ligger du i vätskefas (på mättnadskuran eller strax under den), mellan 3 och 4 värmer du vätskan, mellan 4 och 5 sker viss överhettning av ångan, 5 till 6 uträttar ångan arbete, 6 till 7 förvärmer du matarvätskan via värmeväxling och slutligen kondenserar du ångan tillbaka till 1. Någonstans har du även en pump/kompressor men den syns inte i det diagram som du bifogat...