Nell'era delle auto elettriche, apprendimento automatico e veicoli ultra efficienti per i viaggi nello spazio, computer e hardware funzionano in modo più rapido ed efficiente. Ma questo aumento di potenza arriva con un compromesso:diventano super hot.

Per contrastare questo, I ricercatori dell'Università della Florida centrale stanno sviluppando un modo per le grandi macchine di "respirare" dentro e fuori i getti d'acqua di raffreddamento per evitare che i loro sistemi si surriscaldino.

I risultati sono dettagliati in un recente studio sulla rivista Fluidi per la revisione fisica .

Il processo è molto simile al modo in cui gli esseri umani e alcuni animali respirano aria per raffreddare i loro corpi, tranne in questo caso, le macchine respirerebbero fresche raffiche d'acqua, dice Khan Rabbi, un dottorando nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell'UCF e autore principale dello studio.

"La nostra tecnica ha utilizzato un getto d'acqua pulsato per raffreddare una superficie calda di titanio, " Rabbi dice. "Più acqua abbiamo pompato dagli ugelli del getto di spruzzo, maggiore è la quantità di calore che si trasferisce tra la superficie solida di titanio e le gocce d'acqua, raffreddando così il titanio. Fondamentalmente, è necessario generare un'idea di pulsazione del getto ottimale per garantire le massime prestazioni di trasferimento del calore."

"E' essenzialmente come esalare il calore dalla superficie, " lui dice.

L'acqua viene emessa da piccoli ugelli a getto d'acqua, circa 10 volte lo spessore di un capello umano, che bagnano una superficie calda di un grande sistema elettronico e l'acqua viene raccolta in una camera di stoccaggio, dove può essere pompato e fatto circolare nuovamente per ripetere il processo di raffreddamento. La camera di stoccaggio nel loro studio conteneva circa 10 once d'acqua.

Usando l'alta velocità, immagini termiche a infrarossi, i ricercatori sono stati in grado di trovare la quantità ottimale di acqua per le massime prestazioni di raffreddamento.

Il rabbino afferma che le applicazioni quotidiane per il sistema potrebbero includere il raffreddamento di grandi dispositivi elettronici, veicoli spaziali, batterie nei veicoli elettrici e nelle turbine a gas.

Shawn Putnam, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell'UCF e co-autore dello studio, afferma che questa ricerca fa parte di uno sforzo per esplorare diverse tecniche per raffreddare in modo efficiente dispositivi e superfici calde.

"Più probabilmente, la tecnologia di raffreddamento più versatile ed efficiente trarrà vantaggio da diversi meccanismi di raffreddamento, dove il raffreddamento a getto pulsato dovrebbe essere uno di questi fattori chiave, "dice Putnam.

Il ricercatore afferma che ci sono diversi modi per raffreddare l'hardware caldo, ma il raffreddamento a getto d'acqua è un metodo preferito perché può essere regolato in diverse direzioni, ha una buona capacità di trasferimento del calore, e utilizza quantità minime di acqua o liquido di raffreddamento.

Però, ha i suoi svantaggi, vale a dire sopra o sott'acqua che provoca inondazioni o punti caldi asciutti. Il metodo UCF supera questo problema offrendo un sistema sintonizzabile alle esigenze dell'hardware in modo che l'unica acqua applicata sia la quantità necessaria e nel punto giusto.

La tecnologia è necessaria poiché una volta che le temperature del dispositivo superano un valore di soglia, Per esempio, 194 gradi Fahrenheit, le prestazioni del dispositivo diminuiscono, dice il rabbino.

"Per questa ragione, abbiamo bisogno di migliori tecnologie di raffreddamento in atto per mantenere la temperatura del dispositivo ben entro la temperatura massima per un funzionamento ottimale, " dice. "Crediamo che questo studio fornirà ingegneri, scienziati e ricercatori una comprensione unica per sviluppare sistemi di raffreddamento a liquido di futura generazione."