Sandia Kühlerkonzept: Kühlkörper = Lüfter

Krabbenkoenig

Managing the unmanageable

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27.06.2012 - 10:39

Interessantes Ding:

http://www.popsci.com/technology/ar...t-modern-setups

- Darf man nur nicht mit dem Finger reinkommen.

GrandAdmiralThrawn

XP Nazi

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27.06.2012 - 10:48

Schaut geil aus. Nur wie genau (und wie effektiv) funktioniert der Wärmetransfer von der Platte unten zum drehenden Metallheatsink oben? Mir noch nicht ganz klar, wie das gelagert ist.

lalaker

TBS forever

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27.06.2012 - 10:59

Coole Idee

Ich frage mich aber auch, wie der Wärmetransfer zum eigentlichen Kühlkörper funktionieren soll.

Auf die Lautstärke bin ich auch gespannt. Das war doch ein hochfrequentes Surren, auch wenn sie meinten, das wird mit einem "geschlossenen Motor noch besser.

Vinci

hatin' on summer

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27.06.2012 - 11:02

Ich versteh nicht worin der Unterschied zw. einem stationären Objekt, das angeströmt, und einem sich bewegenden Objekt, dass in Luft rotiert, liegt.

Wieso sollte in zweiterem Fall diese isolierende Luftschicht, von der im Video gesprochen wird, kleiner werden?

Taltos

Here to stay

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27.06.2012 - 15:17

Der Schmäh ist, dass Wärmetransfer bei einem normalen Kühler durch eine sogenannte Grenzschicht behindert wird.
Was beim Sandia Cooler anders ist, ist folgendes: Der Kühler/Lüfter ist auf einer dünnen Luftschicht gelagert (wie FDB bei der Festplattte), und durch diese Luftschicht von der Wärmequelle getrennt. Durch die schnelle Drehung und kleinen Abstand ist der Wärmedurchgang durch diese Schicht (weil die Scherrate sehr groß ist) größer als "normal". Zusätzlich dazu ist der Wärmedurchgang durch die Grenzschicht auf den Blättern des Kühlkörpers auch besser wegen der schnellen Drehung und Beschleunigung. In Summe ergibt sich ein besser Wärmestrom als bei einem traditionellen angeströmten Kühlkörper.

edit: ich hoff das produziert bald wer, denn die urspr. Veröffentlichung war vor ~ 2 Jahren, und seitdem hat sich nix getan... ich würd aber trotzdem gern sehen wie sich das Ding in der Praxis behauptet.

Bearbeitet von Taltos am 27.06.2012, 15:20

Turrican

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Amiga500-Fan

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27.06.2012 - 15:23

wtf, das nenn ich wikjlich mal ein interessantes design.

Taltos

Here to stay

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27.06.2012 - 15:24

@Vinci: An sich keiner, wenn die relative Bewegung die gleiche ist. Beim Sandia Cooler is die die Grenzschicht aber beschleunigt durch die Zentrifugalbeschleunigung, im Gegensatz zum klassischen Kühlkörper.

Edith reicht noch den Technical report nach (~50 Seiten): http://prod.sandia.gov/techlib/acce...2010/100258.pdf

Bearbeitet von Taltos am 27.06.2012, 15:27

GrandAdmiralThrawn

XP Nazi

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27.06.2012 - 15:30

Zitat von Taltos
Der Schmäh ist, dass Wärmetransfer bei einem normalen Kühler durch eine sogenannte Grenzschicht behindert wird.
Was beim Sandia Cooler anders ist, ist folgendes: Der Kühler/Lüfter ist auf einer dünnen Luftschicht gelagert (wie FDB bei der Festplattte), und durch diese Luftschicht von der Wärmequelle getrennt. Durch die schnelle Drehung und kleinen Abstand ist der Wärmedurchgang durch diese Schicht (weil die Scherrate sehr groß ist) größer als "normal". Zusätzlich dazu ist der Wärmedurchgang durch die Grenzschicht auf den Blättern des Kühlkörpers auch besser wegen der schnellen Drehung und Beschleunigung. In Summe ergibt sich ein besser Wärmestrom als bei einem traditionellen angeströmten Kühlkörper.

Vielleicht bin ich nur ein zu ungebildeter Trottl, aber das klingt für mich mehr esoterisch als sonst was, also daß die Hitze von einer CPU (oder einem sonstig heißen Bauelement) durch eine dünne Luftschicht "besser" zum Radiatorelement gelangen soll, als durch solides Kupfer oder eine Heatpipe..

Edit: Quote ausm Paper:

Zitat
During operation, these two flat surfaces are a separated by a thin (~0.03 mm) air gap, much like the bottom surface of an air hockey puck and the top surface of an air hockey table. This air gap is a hydrodynamic gas bearing, analogous to those used to support the read/write head of computer disk drive (but with many orders of magnitude looser mechanical tolerances). Heat flows from the stationary aluminum base plate to the rotating heat-sink-impeller through this 0.03-mm-thick circular disk of air. As shown later in Figure 18, this air-filled thermal interface has very low thermal resistance and is in no way a limiting factor to device performance; its cross sectional area is large relative to its thickness, and because the air that occupies the gap region is violently sheared between the lower surface (stationary) and the upper surface (rotating at several thousand rpm). The convective mixing provided by this shearing effect provides a several-fold increase in thermal conductivity of the air in the gap region.

Ich glaubs nur irgendwie ned. :rolleyes:

Bearbeitet von GrandAdmiralThrawn am 27.06.2012, 15:42

b_d

pixel imperfect

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27.06.2012 - 15:37

Zitat von Taltos
Edith reicht noch den Technical report nach (~50 Seiten): http://prod.sandia.gov/techlib/acce...2010/100258.pdf

waaah ich les solche papers viel zu gern, thx

Castlestabler

Here to stay

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27.06.2012 - 15:38

Warum redet in dem Ding eigentlich keiner über die Grenzschicht zwischen der Basisplatte und dem drehenden Kühler.
Wenn man dort Luft hat, isoliert es trotzdem und damit hast sofort einen gewissen Temperatursprung.

Mit irgendeinem Öl würde es vielleicht gehen, aber so sehe ich kaum einen Vorteil gegenüber den jetztigen Kühlern.

GrandAdmiralThrawn

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27.06.2012 - 15:40

@Castlestabler: Hab oben einen Quote reineditiert, die reden im Paper schon über das. Die behaupten, daß die 0.03mm air bearing Schicht zwischen statischer Bodenplatte und dem rotierenden Oberteil sogar einen sehr guten Wärmedurchsatz erzielen "soll".

Ich sage "soll", weil ich das selber ned so recht glauben will.

AdRy

Auferstanden

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27.06.2012 - 15:41

Zitat von GrandAdmiralThrawn
Vielleicht bin ich nur ein zu ungebildeter Trottl, aber das klingt für mich mehr esoterisch als sonst was, also daß die Hitze von einer CPU (oder einem sonstig heißen Bauelement) durch eine dünne Luftschicht "besser" zum Radiatorelement gelangen soll, als durch solides Kupfer oder eine Heatpipe..

dann ist heatpipe genauso "esoterisch" :rolleyes:

warum sollte die hitze durch ein rohr mit homoepatischen tropferln drinn besser geleitet werden als durch massives material...

b_d

pixel imperfect

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27.06.2012 - 15:42

Zitat von GrandAdmiralThrawn
Ich glaubs nur irgendwie ned.

ich glaub einfach, dass auch hier die dosis das gift macht. rein theoretisch hast trotz wärmeleitpaste bei herkömmlichen kükö immer noch millionen kleinse lufteinschlüsse. vlt ist so eine GLEICHMÄSSIGE einfach physikalisch gesehn besser als eben viele kleine. so irgendwie stells ichs mir zumindest vor.

Taltos

Here to stay

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27.06.2012 - 15:42

Zitat von GrandAdmiralThrawn
also daß die Hitze von einer CPU (oder einem sonstig heißen Bauelement) durch eine dünne Luftschicht "besser" zum Radiatorelement gelangen soll, als durch solides Kupfer oder eine Heatpipe..

das hat auch nie jemand behauptet. wichtig ist nur der Gesamtwärmedurchgang, und da "bremst" beim normalen Design halt die GS am Kühler, was durch das neue Design vermindert wird. Dadurch wird zwar die Wärmestromdichte in den Kühlkörper schlechter, aber who cares? (Aufpassen, die Wärmestromdichte is kleiner, aber die Gesamtfläche der Lagerfläche größer als bei normalem Kühlkörper, und damit steigt auch der Gesamtwärmestrom)

@brain_death: bitte gern, geht mir genauso

@Castlestabler: siehe mein erster Post, da steht das eh drin?

GrandAdmiralThrawn

XP Nazi

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27.06.2012 - 15:43

@ArDy:

Weil sich das logisch aus der Wärmeaufnahme der darin verdampfenden Flüssigkeit ergibt, wie bei jedem Evaporator-Konzept.

Nur was ergibt sich aus "Scherkräften"? Ich verstehs nicht, ergo isses esoterischer Schwachsinn!

Mah, verstehst die Argumentation ned? :rolleyes:

Edit: Uh, jetzt gehn mir die Posts schon zu schnell dahin hier.

Krabbenkoenig Managing the unmanageable Registered: Nov 2001 Location: im Bonner Exil Posts: 3521	27.06.2012 - 10:39 Interessantes Ding: http://www.popsci.com/technology/ar...t-modern-setups - Darf man nur nicht mit dem Finger reinkommen.
GrandAdmiralThrawn XP Nazi Registered: Aug 2000 Location: BRUCK! Posts: 3682	27.06.2012 - 10:48 Schaut geil aus. Nur wie genau (und wie effektiv) funktioniert der Wärmetransfer von der Platte unten zum drehenden Metallheatsink oben? Mir noch nicht ganz klar, wie das gelagert ist.
lalaker TBS forever Registered: Apr 2003 Location: Bgld Posts: 14699	27.06.2012 - 10:59 Coole Idee Ich frage mich aber auch, wie der Wärmetransfer zum eigentlichen Kühlkörper funktionieren soll. Auf die Lautstärke bin ich auch gespannt. Das war doch ein hochfrequentes Surren, auch wenn sie meinten, das wird mit einem "geschlossenen Motor noch besser.
Vinci hatin' on summer Registered: Jan 2003 Location: Wien Posts: 5774	27.06.2012 - 11:02 Ich versteh nicht worin der Unterschied zw. einem stationären Objekt, das angeströmt, und einem sich bewegenden Objekt, dass in Luft rotiert, liegt. Wieso sollte in zweiterem Fall diese isolierende Luftschicht, von der im Video gesprochen wird, kleiner werden?
Taltos Here to stay Registered: Jan 2004 Location: Wien Posts: 1520	27.06.2012 - 15:17 Der Schmäh ist, dass Wärmetransfer bei einem normalen Kühler durch eine sogenannte Grenzschicht behindert wird. Was beim Sandia Cooler anders ist, ist folgendes: Der Kühler/Lüfter ist auf einer dünnen Luftschicht gelagert (wie FDB bei der Festplattte), und durch diese Luftschicht von der Wärmequelle getrennt. Durch die schnelle Drehung und kleinen Abstand ist der Wärmedurchgang durch diese Schicht (weil die Scherrate sehr groß ist) größer als "normal". Zusätzlich dazu ist der Wärmedurchgang durch die Grenzschicht auf den Blättern des Kühlkörpers auch besser wegen der schnellen Drehung und Beschleunigung. In Summe ergibt sich ein besser Wärmestrom als bei einem traditionellen angeströmten Kühlkörper. edit: ich hoff das produziert bald wer, denn die urspr. Veröffentlichung war vor ~ 2 Jahren, und seitdem hat sich nix getan... ich würd aber trotzdem gern sehen wie sich das Ding in der Praxis behauptet. Bearbeitet von Taltos am 27.06.2012, 15:20
Turrican Legend Amiga500-Fan Registered: Jul 2002 Location: Austria,Stmk. Posts: 23260	27.06.2012 - 15:23 wtf, das nenn ich wikjlich mal ein interessantes design.
Taltos Here to stay Registered: Jan 2004 Location: Wien Posts: 1520	27.06.2012 - 15:24 @Vinci: An sich keiner, wenn die relative Bewegung die gleiche ist. Beim Sandia Cooler is die die Grenzschicht aber beschleunigt durch die Zentrifugalbeschleunigung, im Gegensatz zum klassischen Kühlkörper. Edith reicht noch den Technical report nach (~50 Seiten): http://prod.sandia.gov/techlib/acce...2010/100258.pdf Bearbeitet von Taltos am 27.06.2012, 15:27
GrandAdmiralThrawn XP Nazi Registered: Aug 2000 Location: BRUCK! Posts: 3682	27.06.2012 - 15:30 Zitat von Taltos Der Schmäh ist, dass Wärmetransfer bei einem normalen Kühler durch eine sogenannte Grenzschicht behindert wird. Was beim Sandia Cooler anders ist, ist folgendes: Der Kühler/Lüfter ist auf einer dünnen Luftschicht gelagert (wie FDB bei der Festplattte), und durch diese Luftschicht von der Wärmequelle getrennt. Durch die schnelle Drehung und kleinen Abstand ist der Wärmedurchgang durch diese Schicht (weil die Scherrate sehr groß ist) größer als "normal". Zusätzlich dazu ist der Wärmedurchgang durch die Grenzschicht auf den Blättern des Kühlkörpers auch besser wegen der schnellen Drehung und Beschleunigung. In Summe ergibt sich ein besser Wärmestrom als bei einem traditionellen angeströmten Kühlkörper. Vielleicht bin ich nur ein zu ungebildeter Trottl, aber das klingt für mich mehr esoterisch als sonst was, also daß die Hitze von einer CPU (oder einem sonstig heißen Bauelement) durch eine dünne Luftschicht "besser" zum Radiatorelement gelangen soll, als durch solides Kupfer oder eine Heatpipe.. Edit: Quote ausm Paper: Zitat During operation, these two flat surfaces are a separated by a thin (~0.03 mm) air gap, much like the bottom surface of an air hockey puck and the top surface of an air hockey table. This air gap is a hydrodynamic gas bearing, analogous to those used to support the read/write head of computer disk drive (but with many orders of magnitude looser mechanical tolerances). Heat flows from the stationary aluminum base plate to the rotating heat-sink-impeller through this 0.03-mm-thick circular disk of air. As shown later in Figure 18, this air-filled thermal interface has very low thermal resistance and is in no way a limiting factor to device performance; its cross sectional area is large relative to its thickness, and because the air that occupies the gap region is violently sheared between the lower surface (stationary) and the upper surface (rotating at several thousand rpm). The convective mixing provided by this shearing effect provides a several-fold increase in thermal conductivity of the air in the gap region. Ich glaubs nur irgendwie ned. Bearbeitet von GrandAdmiralThrawn am 27.06.2012, 15:42
b_d pixel imperfect Registered: Jul 2002 Location: 0x3FC Posts: 10484	27.06.2012 - 15:37 Zitat von Taltos Edith reicht noch den Technical report nach (~50 Seiten): http://prod.sandia.gov/techlib/acce...2010/100258.pdf waaah ich les solche papers viel zu gern, thx
Castlestabler Here to stay Registered: Aug 2002 Location: Wien Posts: 3775	27.06.2012 - 15:38 Warum redet in dem Ding eigentlich keiner über die Grenzschicht zwischen der Basisplatte und dem drehenden Kühler. Wenn man dort Luft hat, isoliert es trotzdem und damit hast sofort einen gewissen Temperatursprung. Mit irgendeinem Öl würde es vielleicht gehen, aber so sehe ich kaum einen Vorteil gegenüber den jetztigen Kühlern.
GrandAdmiralThrawn XP Nazi Registered: Aug 2000 Location: BRUCK! Posts: 3682	27.06.2012 - 15:40 @Castlestabler: Hab oben einen Quote reineditiert, die reden im Paper schon über das. Die behaupten, daß die 0.03mm air bearing Schicht zwischen statischer Bodenplatte und dem rotierenden Oberteil sogar einen sehr guten Wärmedurchsatz erzielen "soll". Ich sage "soll", weil ich das selber ned so recht glauben will.
AdRy Auferstanden Registered: Oct 2002 Location: Wien Posts: 5239	27.06.2012 - 15:41 Zitat von GrandAdmiralThrawn Vielleicht bin ich nur ein zu ungebildeter Trottl, aber das klingt für mich mehr esoterisch als sonst was, also daß die Hitze von einer CPU (oder einem sonstig heißen Bauelement) durch eine dünne Luftschicht "besser" zum Radiatorelement gelangen soll, als durch solides Kupfer oder eine Heatpipe.. dann ist heatpipe genauso "esoterisch" warum sollte die hitze durch ein rohr mit homoepatischen tropferln drinn besser geleitet werden als durch massives material...
b_d pixel imperfect Registered: Jul 2002 Location: 0x3FC Posts: 10484	27.06.2012 - 15:42 Zitat von GrandAdmiralThrawn Ich glaubs nur irgendwie ned. ich glaub einfach, dass auch hier die dosis das gift macht. rein theoretisch hast trotz wärmeleitpaste bei herkömmlichen kükö immer noch millionen kleinse lufteinschlüsse. vlt ist so eine GLEICHMÄSSIGE einfach physikalisch gesehn besser als eben viele kleine. so irgendwie stells ichs mir zumindest vor.
Taltos Here to stay Registered: Jan 2004 Location: Wien Posts: 1520	27.06.2012 - 15:42 Zitat von GrandAdmiralThrawn also daß die Hitze von einer CPU (oder einem sonstig heißen Bauelement) durch eine dünne Luftschicht "besser" zum Radiatorelement gelangen soll, als durch solides Kupfer oder eine Heatpipe.. das hat auch nie jemand behauptet. wichtig ist nur der Gesamtwärmedurchgang, und da "bremst" beim normalen Design halt die GS am Kühler, was durch das neue Design vermindert wird. Dadurch wird zwar die Wärmestromdichte in den Kühlkörper schlechter, aber who cares? (Aufpassen, die Wärmestromdichte is kleiner, aber die Gesamtfläche der Lagerfläche größer als bei normalem Kühlkörper, und damit steigt auch der Gesamtwärmestrom) @brain_death: bitte gern, geht mir genauso @Castlestabler: siehe mein erster Post, da steht das eh drin?
GrandAdmiralThrawn XP Nazi Registered: Aug 2000 Location: BRUCK! Posts: 3682	27.06.2012 - 15:43 @ArDy: Weil sich das logisch aus der Wärmeaufnahme der darin verdampfenden Flüssigkeit ergibt, wie bei jedem Evaporator-Konzept. Nur was ergibt sich aus "Scherkräften"? Ich verstehs nicht, ergo isses esoterischer Schwachsinn! Mah, verstehst die Argumentation ned? Edit: Uh, jetzt gehn mir die Posts schon zu schnell dahin hier.

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