2.1.2 Характеристики вентиляторов
Вентиляторы различаются по своему размеру и толщине: обычно в компьютерах встречаются типоразмеры 40×40×10 мм, для охлаждения видеокарт и карманов для жёстких дисков, а также 80×80×25, 92×92×25, 120×120×25 мм для охлаждения корпуса. Также вентиляторы различаются типом и конструкцией устанавливаемых электродвигателей: они потребляют различный ток и обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки. От размеров вентилятора и скорости вращения лопастей крыльчатки зависит производительность: создаваемое статическое давление и максимальный объём переносимого воздуха.
Объём
переносимого вентилятором воздуха
(расход) измеряется в кубометрах в минуту
или кубических футах в минуту.
Производительность вентилятора,
указанная в характеристиках, измеряется
при нулевом давлении: вентилятор работает
в открытом пространстве. Внутри корпуса
компьютера вентилятор дует в системный
блок определенного размера, потому он
создаёт в обслуживаемом объёме избыточное
давление. Естественно, что объёмная
производительность будет приблизительно
обратно пропорциональна создаваемому
давлению. Конкретный вид расходной
характеристики зависит от формы
использованной крыльчатки и других
параметров конкретной модели. Например,
соответствующий график для вентилятора
GlacialTech SilentBlade GT80252BDL (рис. 2.2).
Рисунок 2.2 - Производительность вентилятора SilentBlade GT80252BDL
Общий вид вентилятора SilentBlade II GT80252-BDLA1приведен на рисунке 2.3, а его характеристики ниже.
Рисунок 2.3 - Общий вид вентилятора SilentBlade II GT80252-BDLA1
Характеристики вентилятора SilentBlade II GT80252-BDLA1
Вентилятор для охлаждения корпуса ПК
Низкий уровень шума
Напряжение питания 12 В
Подшипник 2 х Качения
Скорость вращения 1700 (± 10 %) об./мин.
Поток воздуха 26.3 CFM
Шум 18 дБ
Размеры 80 х 80 х 25 мм
Вес 72.5 г
Разъем питания Коннектор 3-pin + 4 -pin
Цвет Черный
Из этого следует простой вывод: чем интенсивнее работают вентиляторы в задней части корпуса компьютера, тем больше воздуха можно будет прокачать через всю систему, и тем эффективнее будет охлаждение.
Уровень
шума, создаваемый вентилятором при
работе, зависит от различных его
характеристик. Несложно установить
зависимость между производительностью
и шумом вентилятора. На сайте крупного
производителя популярных систем
охлаждения Titan, в разделе корпусных
вентиляторов мы видим: многие вентиляторы
одного и того же размера комплектуются
разными электродвигателями, которые
рассчитаны на различную скорость
вращения. 
Поскольку
крыльчатка используется одна и та же,
получаем интересующие нас данные:
характеристики одного и того же
вентилятора при разных скоростях
вращения. Составляем таблицу для трёх
самых распространённых типоразмеров:
толщина 25 мм, 80×80×25 мм, 92×92×25 мм и
120×120×25 мм (Таблицы 2.2).
Таблица 2.2 - Уровень шума различных вентиляторов Titan
Titan 80x80x25mm
Скорость вращения(об/мин) |
Расход(CFM) |
Уровень шума (дБа) |
CFM RPM |
дБа/RPM |
4000 |
48,67 |
37 |
0,012 |
0,009 |
3500 |
42,59 |
35 |
0,012 |
0,01 |
3000 |
37,3 |
33 |
0,012 |
0,011 |
2500 |
32,4 |
28 |
0,013 |
0,011 |
2000 |
24,8 |
23 |
0,012 |
0,012 |
1500 |
19,78 |
20,07 |
|
|
Ср.откл./ср.знач.: |
|
|
1,72% |
7,29% |
Titan 92x92x25mm
Скорость вращения(об/мин) |
Расход(CFM) |
Уровень шума (дБа) |
CFM RPM |
дБа/RPM |
3000 |
61,5 |
35 |
0,021 |
0,012 |
2600 |
49,98 |
31 |
0,019 |
0,012 |
2200 |
40,9 |
25 |
0,019 |
0,011 |
Продолжение таблицы Titan 92x92x25mm
1800 |
32,12 |
22 |
0,018 |
0,012 |
1500 |
27,45 |
21 |
0,018 |
0,014 |
1100 |
16,6 |
15,7 |
|
|
Ср.откл./ср.знач.: |
|
|
4,11% |
5,77% |
Titan 120x120x25mm
Скорость вращения(об/мин) |
Расход(CFM) |
Уровень шума (дБа) |
CFM RPM |
дБа/RPM |
2200 |
84,76 |
39 |
0,0385 |
0,0177 |
2000 |
79,14 |
36 |
0,0396 |
0,018 |
1800 |
71,1 |
34 |
0,0395 |
0,0189 |
1600 |
66,28 |
30 |
0,0414 |
0,0188 |
1250 |
44,7 |
26 |
0,0358 |
0,0208 |
1100 |
41,31 |
23,4 |
|
|
Ср.откл./ср.знач.: |
|
|
3,72% |
4,30% |
Жирным
шрифтом выделены самые популярные типы
вентиляторов.
Наклонным шрифтом выделены расчётные данные.
Посчитав коэффициент пропорциональности потока воздуха и уровня шума к оборотам, видим почти полное совпадение. Для очистки совести считаем отклонения от среднего: меньше 5%. Таким образом, мы получили три линейные зависимости, по 5 точек каждая. Гипотезу считаем подтверждённой.
Объёмная производительность вентилятора пропорциональна количеству оборотов крыльчатки, то же самое справедливо и для уровня шума.
Используя полученную гипотезу, мы можем экстраполировать полученные результаты методом наименьших квадратов (МНК): в таблице эти значения выделены наклонным шрифтом. Нужно, однако, помнить: область применения этой модели ограничена. Исследованная зависимость линейна в некотором диапазоне скоростей вращения; логично предположить, что линейный характер зависимости сохранится и в некоторой окрестности этого диапазона; но при очень больших и очень малых оборотах картина может существенно измениться.
Теперь
рассмотрим линейку вентиляторов другого
производителя: GlacialTech SilentBlade 80×80×25 мм,
92×92×25 мм и 120×120×25 мм. Составим аналогичную
таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Уровень шума различных вентиляторов GlacialTech
Скорость вращения(об/мин) |
Расход (CFM) |
Уровень шума (дБа) |
Прирост |
Удорожание |
Прирост/удорожание |
CFM/RPM |
дБа/RPM |
1700 |
25,2 |
19 |
19,3% |
45,2% |
42,7% |
0,015 |
0,011 |
850 |
12,6 |
|
5,5% |
|
|
|
|
Скорость вращения(об/мин) |
Расход (CFM) |
Уровень шума (дБа) |
Прирост |
Удорожание |
Прирост/удорожание |
CFM/RPM |
дБа/RPM |
1600 |
34,3 |
19 |
13,5% |
18,2% |
74,1% |
0,021 |
0,012 |
800 |
17,15 |
|
-2,9% |
|
|
|
|
Продолжение таблицы 2.3
Скорость вращения(об/мин) |
Расход (CFM) |
Уровень шума (дБа) |
Прирост |
Удорожание |
Прирост/удорожание |
CFM/RPM |
дБа/RPM |
950 |
37 |
19 |
0,0% |
16,7% |
6,2% |
0,0389 |
0,02 |
475 |
18,5 |
|
|
|
|
|
|
Наклонным шрифтом выделены расчётные данные.
Общий вид вентиляторов этой серии изображен на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Общий вид вентиляторов GlacialTech
Как было сказано выше, при значениях скорости вращения вентилятора, существенно отличающихся от исследованных, линейная модель может быть неверна. Полученные экстраполяцией значения следует понимать как приблизительную оценку.
Обратим внимание на два обстоятельства. Во-первых, вентиляторы GlacialTech работают медленнее, во-вторых, - эффективнее. Очевидно, это результат использования крыльчатки с более сложной формой лопастей: даже при одинаковых оборотах, вентилятор GlacialTech переносит больше воздуха, чем Titan (см. графу прирост). А уровень шума при одинаковых оборотах примерно равен: пропорция соблюдается даже для вентиляторов разных производителей с различной формой крыльчатки.
Нужно понимать, что реальные шумовые характеристики вентилятора зависят от его технической конструкции, создаваемого давления, объёма прокачиваемого воздуха, от типа и формы преград на пути воздушных потоков; то есть, от типа корпуса компьютера. Поскольку корпуса используются самые разные, невозможно напрямую применять измеренные в идеальных условиях количественные характеристики вентиляторов — их можно только сравнивать между собой для разных моделей вентиляторов.