Дымоход над радиатором снизил температуру CPU на 19 градусов без вентилятора
110-см печатный канал над радиатором водяного контура снизил зарегистрированную температуру Ryzen 7 9800X3D с 90 до 71 °C. Движущей силой стал перепад плотности горячего и окружающего воздуха, однако выигрыш потребовал объёма, несовместимого с обычным корпусом ПК. Эксперимент показывает, где заканчивается полезная естественная тяга и начинаются аэродинамические потери.
Эксперимент der8auer с вертикальным 3D-печатным воздуховодом показал падение температуры Ryzen 7 9800X3D на 19 °C: показание HWiNFO изменилось с 90 до 71 °C после установки 110-см «дымохода». Канал разместили над радиатором жидкостного контура, работавшего в пассивном режиме. Вентиляторы для радиатора не использовались.
Конструкция собиралась поэтапно. Сначала над радиатором установили секцию высотой 10 см, затем высоту довели до 30 см. Финальная конфигурация получила ещё четыре 20-см сегмента и достигла 110 см. Через высокий канал стала отчётливо видна тяга при визуализации дымом: нагретый воздух поднимался из зоны рёбер и увлекал за собой новую порцию холодного воздуха снизу.
Работает обычный stack effect, известный по вентиляции зданий и дымоходам. Давление естественной тяги описывается выражением Δp = (ρнаруж − ρвнутр)gH, где разность плотностей возникает из-за нагрева воздуха, g — ускорение свободного падения, H — высота канала. Увеличение H поднимает доступный перепад давления, но величина остаётся малой: речь идёт о единицах паскалей для метровой конструкции при умеренной разнице температур. Поэтому критичны широкое проходное сечение, гладкие стенки и малое сопротивление рёбер радиатора.
Печатная труба изменила условия вокруг уже существующего теплообменника. Горячий воздух получил заданный вертикальный путь вместо медленного смешивания над радиатором. Поток через рёбра стал устойчивее, а температура теплоносителя и процессора снизилась. Стенки канала также участвуют в теплообмене, хотя их вклад в опубликованном опыте отдельно не измерялся.
Число 19 °C относится к конкретному стенду: Ryzen 7 9800X3D, конкретному радиатору водяного охлаждения, режиму нагрузки и 110-см каналу. Для компактного ПК такой результат переносить нельзя. В доступном описании отсутствуют полные данные о потреблении процессора, температуре и скорости внешнего воздуха, расходе через радиатор, точках установки датчиков, числе повторов и разбросе измерений. Эти параметры определяют тепловое сопротивление всей системы и нужны для воспроизводимого сравнения.
Ценность опыта лежит в геометрии воздушного тракта. Пассивное охлаждение определяется площадью рёбер, температурным перепадом и способностью окружающего воздуха покидать их объём. Вертикальная шахта может оказаться полезной в тихих измерительных стойках, шкафах силовой электроники и стационарных системах с большим свободным объёмом. В настольном компьютере её главный компромисс очевиден: метр высоты даёт естественной конвекции рабочее давление, но радикально меняет габариты устройства.