Raspberry Pi охлаждение; Выдуть холодный воздух или отсосать горячий воздух?

Я прикрепляю вентилятор к оригинальному корпусу RPi. Я хотел использовать вентилятор ноутбука. Должен ли я сосать горячий воздух из RPi? или продувать холодным воздухом внутри корпуса? Кстати, на чипе Soc, LAN и USB есть радиатор.

Это не важно В любом случае вы перемещаете воздух из одного места в другое. Охлаждение - это объем воздуха, а не направление движения.

Теоретически, вытягивание воздуха может создать отрицательное давление внутри корпуса, что, теоретически, может быть выгодно для охлаждения, однако на самом деле этого не произойдет, если ваш вентилятор не является реактивным двигателем, что, вероятно, будет иметь очень вредные побочные эффекты. на случай и вещи внутри.

Более прагматичная проблема в настольных корпусах - накопление пыли внутри из-за всего движущегося воздуха. Однако, подавая воздух вместо него, вы можете поддерживать чистоту салона, включая пылевой фильтр на внешней стороне вентилятора - тогда вам просто нужно время от времени пылесосить пылевой фильтр. Попытка использовать фильтры наоборот, если у вас нет особого случая, невозможна; если вы выпускаете воздух, вы в конечном итоге всасываете его из некоторой произвольной трещины, зазора или отверстия, и пыль будет покрывать компоненты между ними и выходным вентилятором.

В случае с пи размером корпуса накопление пыли не составит много хлопот. Однако, как я уже говорил, при нормальных обстоятельствах перемещать воздух с вентилятором, во-первых, бессмысленно, кроме как служить генератором белого шума.

Поскольку горячий воздух имеет тенденцию застревать внутри корпуса, я думаю, что отсасывание его более эффективно. В любом случае, вы должны убедиться, что кроме вентилятора достаточно отверстий для циркуляции воздуха.

Я проверил это с неоригинальным акриловым чехлом, и, кажется, результаты от подачи холодного воздуха в коробку немного лучше. Смотрите это видео с графиком: https://youtu.be/N6keyV-gOzQ

Ответ: Вы должны направить поток холодного воздуха прямо на радиатор.

Обычно на корпусе вентилятора нанесены стрелки, указывающие направление вращения лопастей и направление воздуха, проходящего через вентилятор при его включении. Установите вентилятор так, чтобы воздух направлялся прямо на горячую поверхность.

Более того, в любой подобной ситуации (если у вас есть поток жидкости, который вы хотите использовать для охлаждения горячей поверхности), убедитесь, что вы направляете самую быструю часть потока прямо в самое горячее место. Это дало бы наилучший возможный результат.

Вот почему:

Существует три основных механизма теплопередачи:

1. Теплопроводность - когда энергия передается при столкновениях между частицами (молекулами, атомами);
2. Тепловая конвекция - когда энергия переносится из одного места в другое с использованием движущейся жидкости (воздуха, воды и т. Д.) В качестве транспортной среды; Существует два типа конвекции - свободная и принудительная.
3. Тепловое излучение - когда энергия передается излучением или поглощением электромагнитных волн;

Когда мы хотим передать тепло от горячей поверхности (например, поверхности радиатора или поверхности микросхемы) окружающему воздуху с помощью воздушного потока, мы создаем условие принудительной конвекции. То есть воздушный поток «забирает» молекулы воздуха над горячей поверхностью и выводит их во внешнее пространство.

В общем случае эффективность такого механизма теплопередачи зависит от скорости воздушного потока, который «забирает» горячие молекулы и выбрасывает их, потому что, чем больше горячих молекул мы можем удалить с поверхности, тем холоднее она будет.

Нам необходимо проанализировать распределение скоростей воздушных потоков, которые могут генерироваться при различных сценариях размещения вентиляторов. Для этого давайте сначала назовем стороны вентилятора: «задняя часть» вентилятора - это сторона, в которую всасывается воздух. А «передняя часть» вентилятора - это сторона, где выдувается воздух. Также предположим, что к микросхеме подключен радиатор.

Теперь давайте сравним следующие два случая.

Для сценария, где вентилятор прикреплен к горячей поверхности спиной (так что он всасывает воздух на горячую поверхность со стороны радиатора, перпендикулярно оси вентилятора и выдувает всасываемый воздух во внешнее пространство через его фронт), скорость воздушного потока вблизи горячей поверхности будет медленнее, чем скорость выходного потока, который сдувается в передней части вентилятора.

Для вентилятора, который прикреплен к горячей поверхности лицевой стороной (чтобы он всасывал воздух через заднюю часть, затем выбрасывает его прямо на горячую поверхность, а затем воздух выходит через боковые стороны радиатора) максимальная скорость потока будет прямо в самой горячей точке, обеспечивая оптимальные условия для охлаждения.

IBM и HP провели много исследований по этой теме в 60-х и 70-х годах. Продувка воздухом лучше всего охлаждает самую горячую часть, но передает это тепло другим частям, тем самым нагревая их и снижая общий MTBF. Сосание позволяет избежать этой проблемы, если вентилятор установлен на самых горячих деталях, но не охлаждается.

И пыль накапливается в любом случае. Так будет всегда, когда у вас холодные поверхности с воздушным потоком.

Посмотрите на конфигурацию корпусов настольных ПК - все они имеют вентиляторы, которые отсасывают воздух, а некоторые также имеют вентиляторы, которые подают воздух.

Вентиляторы корпуса всегда сзади, выдувая воздух; БП выпускают воздух; видеокарты выпускают воздух.

У некоторых стоечных серверов есть вентиляторы посередине - они одновременно и дуют, и сосут!

Хитрость заключается в хорошем воздушном потоке (именно поэтому у некоторых есть 2 комплекта вентиляторов) - если вы можете запечатать остальную часть корпуса и обеспечить хороший путь для подачи воздуха (обычно спереди) и выдувания (обычно сзади), тогда вы получите лучшее охлаждение для наименьшего количества движения воздуха. Если вы можете ограничить воздухозаборник до определенной области, то вы также можете установить пылевые фильтры на место.

Вы можете видеть это на тонких серверах 1U для монтажа в стойку, где вентиляторы крошечные и предназначены для отвода воздуха спереди и продувки его прямо сзади над любыми компонентами, аккуратно расположенными в потоке.