Технології
Технології

Мапа коефіцієнтів теплопередачі врятує техніку від перегрівання

Інженери з Університету Центральної Флориди знайшли оптимальний спосіб запобігання перегріву техніки. Вони створили мапу коефіцієнтів теплопередачі, яка вказала, що буде достатньо 283.5 грами води та кількох струменевих форсунків для її імпульсної подачі, щоб рідинне охолодження було найбільш ефективним. Свої здогадки вчені перевірили на титанових поверхнях, а результати роботи описали в статті, опублікованій у журналі Physical Review Fluids.

Як охолоджують техніку?

Збільшення потужності сучасної техніки приходить з компромісом: потрібно постійно боротись з перегрівом. Тільки-но температура пристрою перевищує порогове значення, наприклад 90 градусів Цельсію, його продуктивність знижується і термін експлуатації скорочується. Великої популярності набули рідинні системи охолодження. Відведення зайвого тепла за допомогою контакту з охолоджувальною рідиною, яка циркулює, вважається більш ефективним за повітряне охолодження через менший розмір, нижчий рівень шуму та здатність знімати великі теплові навантаження. У своєму новому дослідженні інженери запропонували новий спосіб підтримки температури пристрою в межах максимальної температури для оптимальної роботи. Вони створили мапу коефіцієнтів теплопередачі пристрою, з якою імпульсне охолодження струменями води має стати більш дієвим.

Що зробили вчені?

Вода виходить з форсунок, які омивають гарячу поверхню електронної системи, і збирається в накопичувальній камері, звідки її можна відкачати і знову повторити процес охолодження. Чим більше води ми відкачуємо з форсунок, тим більша кількість тепла передається між твердою поверхнею титану і краплями води, таким чином охолоджуючи матеріал.

Що в цьому дослідженні нового?

Ця робота інженерів проводилась в рамках вивчення різних методів ефективного охолодження гарячих пристроїв і поверхонь. За словами авторів, майбутня найбільш універсальна і ефективна технологія охолодження буде використовувати переваги декількох різних механізмів, проте, імпульсне струменеве охолодження буде одним з ключових. Водоструменеве охолодження є найкращим методом, оскільки його можна регулювати в різних напрямках, він має гарну здатність до теплопередачі і використовує мінімальну кількість води або рідкого холодоагенту. За допомогою високошвидкісної інфрачервоної камери, дослідники створили мапу коефіцієнтів теплопередачі та змогли побачити проблемні місця такого способу охолодження техніки, наприклад, занадто “затоплені” і навпаки, області. Метод інженерів розв’язує проблему нерівномірності тепловіддачі, пропонуючи систему, яка налаштовується на потреби обладнання.