¿Calcular los efectos de los ventiladores de refrigeración en un sistema?

No hay una manera fácil de calcular eso. La forma "real" es generar un modelo CAD en 3D de su sistema, completo con fuentes de calor precisas, y simularlo. Ese campo en particular se llama "Dinámica de fluidos computacional".

Hay muchas cosas que deben tenerse en cuenta, incluida la turbulencia del aire, el color de los componentes, el tipo de aleación utilizada para el disipador de calor y, por supuesto, el flujo de aire real.

El software que hace este modelado es costoso. Al menos US $ 10,000. Para la persona promedio, es más fácil probar el ventilador y ver qué sucede. Obtenga unos buenos termopares o al menos un termómetro de infrarrojos sin contacto.

Aquí hay un par de punteros:

1) El CFM y la velocidad del aire son proporcionales ... a medida que el aire que pasa a través de un canal de un volumen dado pasa más rápidamente, el CFM también relacionará ese cambio (IE: el aire que se mueve más rápido mueve más aire a través del mismo volumen en al mismo tiempo) Dicho esto, la eficacia de un sistema para eliminar el calor es otra escuela en sí misma (como se señaló anteriormente, termodinámica de fluidos).

2) la eficiencia de un sistema para eliminar el calor no debería cambiar drásticamente con los cambios en la velocidad del flujo de aire (pero debería eliminarse la cantidad de calor) en un mundo ideal, pero la turbulencia y la formación de bolsas aislantes pueden generar resultados algo impredecibles en ciertos aspectos. caudales. (IE: si la eficiencia disminuye drásticamente a 12.5 CFM, pero es más alta por encima y por debajo de 12.5 CFM ... entonces intente evitar ese número y debería estar bien).

3) Dado que la eficiencia del sistema debe permanecer relativamente constante, un poco de experimentación puede enseñarle mucho sobre la capacidad de ese sistema específico para eliminar el calor. El calor específico del aire seco puro es de aproximadamente 1005.4 kj / (kg * grado C) ftp: //ftp1.esrl.noaa.gov/users/cfairall/wcrp_wgsf/flux_handbook/Constants_functions_ELA_05.pdf , lo que significa que se necesita aproximadamente un megajoule de energía para elevar la temperatura de un kg de aire en un grado celsius aproximadamente a aproximadamente Temperatura ambiente y presión barométrica estándar. El volumen de un kg de aire es de aproximadamente 0.8562 metros cúbicos, o aproximadamente 30.25 pies cúbicos. Usted eligió 10 CFM, que es aproximadamente un tercio de un kg de aire por minuto. Así que ahora hemos bajado a aproximadamente 334 kJ / grado C. La forma más fácil de descubrir qué está sucediendo realmente es medir la temperatura del aire que entra, sale y la velocidad del flujo. Tendría que determinar experimentalmente unos pocos números por su cuenta, pero luego podría predecir (hasta cierto punto) el cambio en la temperatura producido por un flujo dado. Por ejemplo: si tuvo una velocidad de flujo de 10 CFM, la temperatura de la entrada es de 25 grados centígrados (aproximadamente a la temperatura ambiente) y la temperatura de salida es de 43 grados centígrados (aproximadamente 110 grados Fahrenheit); luego ha aumentado la temperatura en 18 grados centígrados y ha agotado (en el transcurso de un minuto) aproximadamente 6012 kJ (desde 1 vatio por un segundo = 1 julio) y gasta calor a una velocidad de aproximadamente 100.2 vatios. Esto no parece muy realista, dado que el sistema es solo un sistema de 200 vatios. Por lo tanto, parece razonablemente seguro asumir que el cambio que debe esperar de un flujo de 10 CFM debe ser inferior a 18 grados centígrados (o aproximadamente 60 grados F)
Se deben considerar muchos factores, usted dice que el sistema funciona a "50 grados por encima de la temperatura ambiente", ¿eso significa que los disipadores de calor del sistema están 50 grados por encima de la temperatura ambiente, o que el aire interior está 50 grados por encima de la temperatura ambiente? El calor específico para la mayoría de los metales más ligeros es bastante bajo (lo cual es parte de lo que los hace buenos para transmitir calor), por lo que leerán mucho más que las cosas que los rodean. También es importante tener en cuenta que la "temperatura" es una medida de la intensidad del calor ... no la cantidad de calor. En los sistemas eléctricos de refrigeración, generalmente la cantidad de calor es más importante (es decir, este sistema de refrigeración puede disipar adecuadamente X vatios de calor).

En revisión, si tuviera todos los números, podría calcular su respuesta para el sistema dado. Medir su eficiencia (específicamente la energía en vatios perdidos debido al calor) y comprender la relación entre la cantidad de calor presente y la energía en vatios que corresponde a esos cambios en el calor lo ayudarán a tener una mejor idea de la cantidad de calor que se está acumulando. y por lo tanto, cuánto podría esperar que la temperatura descienda con cualquier tasa de flujo dada.

Otra cosa a tener en cuenta: el circuito está diseñado para ser óptimo a una temperatura específica. Enfriarlo puede empeorar el rendimiento. No soy un experto en audio, pero he construido kits de amplificadores de audio con BJT que no funcionan correctamente hasta que se calientan.