Pengetahuan dasar tentang volume dan tekanan udara kipas pendingin
Alasan mengapa udara dapat mengalir pasti karena adanya perbedaan energi dalam sistem. Dalam kipas pendingin DC biasa, udara memperoleh energi dari bilah yang berputar untuk membentuk aliran udara. Energi dalam aliran udara biasanya dinyatakan dalam bentuk tekanan. Pada titik mana pun dalam aliran udara, ia ada dalam bentuk energi tekanan statis, energi kinetik, dan energi potensial, yang masing-masing dapat dinyatakan dalam tekanan statis, tekanan dinamis, dan tekanan potensial. Dalam kondisi sehari-hari, karena keterbatasan ruang dan kepadatan udara yang kecil, potensi tekanan dapat diabaikan.
Mengapa tekanan angin harus kecil padahal volume udaranya besar?
Kipas pendingin mengubah energi listrik menjadi energi elektromagnetik, kemudian menjadi energi mekanik bilah kipas, kemudian mentransmisikannya ke udara untuk mengubahnya menjadi tekanan statis dan tekanan dinamis. Tekanan statis umumnya dikenal sebagai tekanan angin. Untuk kipas yang dirancang dengan baik, daya udara maksimumnya bergantung pada daya motor dan efisiensi konversi. Oleh karena itu, bila volume udara bertambah maka tekanan udara harus dikurangi, dan bila tekanan udara bertambah maka volume udara harus dikurangi. Namun, kekuatan udara juga berkaitan erat dengan lingkungan kerja. Besar kecilnya volume udara dan tekanan udara bukanlah hubungan linier negatif yang sederhana.
Semakin rendah impedansi sistem, semakin tinggi volume udaranya:
Konsep volume udara mudah dipahami. Ini mengacu pada aliran volume per satuan waktu. Metode penghitungan yang paling sederhana adalah q=VA, V adalah kecepatan fluida, dan a adalah luas aliran. Satuan volume udara pada kipas pendingin biasanya CFM (kaki kubik per menit), dan dapat juga digunakan satuan m3/jam.
Impedansi sistem adalah hambatan aliran udara di dalam sistem perangkat. Semakin rendah impedansinya, semakin cepat laju alirannya dan semakin tinggi volume udaranya. Misalnya, impedansi sasis kosong mendekati 0. Saat Anda memasang komponen seperti kartu grafis, impedansi sistem akan meningkat. Untuk radiator, semakin padat siripnya dan semakin besar luas sirip tunggalnya, semakin besar pula impedansinya. Umumnya, impedansi saluran dingin lebih besar dibandingkan impedansi heatsink pendingin udara.
Tekanan statis: kemampuan untuk mengatasi impedansi sistem:
Secara teoritis, molekul udara melakukan pergerakan termal yang tidak teratur. Pergerakan termal molekul udara secara konstan berdampak pada dinding perangkat. Tekanan (pressure) yang disajikan disebut tekanan statis. Demikian pula, dalam suatu sistem, tekanan statis tidak berubah-ubah, tekanan ini meningkat seiring dengan meningkatnya impedansi sistem. Tekanan statis maksimum dan volume udara maksimum tidak dapat terjadi secara bersamaan. Saat mendesain kipas angin, Anda hanya dapat memilih salah satu ujung untuk volume udara utama atau tekanan udara utama. Jika ingin meningkatkan keduanya, Anda hanya dapat meningkatkan tenaga motor dan efisiensi konversi. Tindakan langsungnya adalah meningkatkan kecepatan.
Hindari zona terhentinya kipas angin :
Terdapat area kerja kipas pendingin yang berbahaya, yaitu area yang disebut stall. Di area ini, aliran udara bergejolak dan efisiensi kipas berkurang. Secara umum, cobalah untuk menghindari titik kerja di area terhenti. Ketika impedansi sistem tinggi, mudah terhenti dan pemisahan aliran. Hal ini terutama karena ketika impedansi sistem tinggi, kipas akan membentuk tekanan statis yang tinggi. Namun jika asupan udara tidak mencukupi, kecepatan udara pada permukaan isap bilah kipas akan berkurang secara perlahan. Di bawah pengaruh tekanan statis yang tinggi, lapisan batas aliran udara akan rusak, dan zona pusaran akan muncul di ujung ekor bilah. Udara dapat langsung terpisah dari permukaan sudu, mengakibatkan turbulensi dan peningkatan kebisingan, yang disebut fenomena "stall".
