استفاده ژاپنی ها از آب جوش برای خنک کردن وسایل الکترونیکی!
ایزو وب: یک روش جدید با بهره گیری از آب جوش برای خنک کردن وسایل الکترونیکی با افزایش عملکرد 7 برابری ابداع شده است.
به گزارش ایزو وب به نقل از ایسنا، محققان ژاپنی هندسه میکروکانال را با ساختارهای مویرگی ترکیب کرده اند تا رکورد عملکردی را ثبت کنند و راه را برای پیشرفت در الکترونیک و فناوری پایدار هموار کنند.
به نقل از آی ای، قانون مور(Moore) به چندین دهه پیشرفت در الکترونیک دامن زده است و تراشه ها را کوچکتر و قدرتمندتر می کند، اما این کوچک سازی هزینه ای نیز دارد. گرمای بیشتر در فضای کمتر، روش های خنک کننده فعلی را محدود می کند.
پژوهشگران مؤسسه علوم صنعتی در دانشگاه توکیو برای روبرو شدن با این مشکل رو به رشد، یک روش خنک کننده جدید برای ریزتراشه ها توسعه داده اند.
تجدید نظر در خنک سازی با کوچک شدن تراشه ها
امروزه یکی از مؤثرترین روش های خنک کننده، از میکروکانال های تعبیه شده در تراشه برای گردش آب و حذف گرما بهره می برد، اما این رویکرد توسط گرمای محسوس آب که میزان انرژی قابل جذب پیش از جوشیدن است، محدود می شود. در مقایسه، گرمای نهان آزاد شده در حین جوشش حدودا هفت برابر بیشتر است و پتانسیل خنک کنندگی بسیار بیشتری را ارائه می دهد.
بااینکه این تکنیک مؤثر است، اما توسط گرمای محسوس آب که انرژی ضروری جهت افزایش دما بدون تغییر حالت است، محدود می شود. در مقایسه، گرمای نهان جذب شده در طول جوشش یا تبخیر حدود هفت برابر بیشتر است و پتانسیل خنک سازی بسیار بیشتری را ممکن می سازد.
بگفته پژوهشگران، بهره برداری از گرمای نهان آب موجب خنک سازی دو حالتی می شود که منجر به بهبود قابل توجهی در راندمان اتلاف گرما می شود.
تحقیقات قبلی نوید خنک سازی دو حالتی را نشان داده است، اما به چالش هایی نیز اشاره نموده است که عمدتا در مدیریت جریان حباب بخار بعد از گرمایش است. بنابراین، برای به حداکثر رساندن راندمان انتقال حرارت، عواملی مانند طراحی میکروکانال، کنترل جریان دو حالتی و مقاومت جریان باید بهینه شوند.
استفاده از کانال های میکروسیال سه بعدی برای بهبود کارایی
این مطالعه یک سیستم خنک کننده آب ابتکاری را ارائه می کند که کانال های میکروسیال سه بعدی، ساختارهای مویرگی و یک لایه توزیع چند ظرفیتی و چند لایه را در خود جای داده است. این تیم هندسه های مختلف مویرگی را برای ارزیابی عملکرد آنها در وضعیت مختلف طراحی و آزمایش کردند.
نتایج نشان داد که هم هندسه میکروکانال که جریان خنک کننده را هدایت می کند و هم کانال های چند ظرفیتی که توزیع مایع خنک کننده را تنظیم می کنند، بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی سیستم تأثیر می گذارند.
بگفته پژوهشگران، ضریب عملکرد(COP) که نسبت خروجی خنک کننده مفید به انرژی ورودی مورد نیاز را اندازه گیری می کند به ۱۰۵ رسید که نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی نسبت به روش های خنک کننده سنتی است.
این تیم بر این باور است که این طراحی می تواند فرصت های جدیدی را برای مدیریت حرارتی در دستگاه های الکترونیکی پرقدرت که برای پیشرفت فناوری نسل بعدی لازمست، فراهم آورد.
علاوه بر این، این سامانه با بهره گیری از تغییرات حالت مایع برای اتلاف گرما بوسیله همرفت، دارای پتانسیل عملکرد غیرفعال است که نیاز به مکانیزم پمپاژ را از بین می برد.
بنابراین، این فناوری کاربردهای گسترده ای فراتر از الکترونیک، همچون در لیزرها، آشکارسازهای نوری، ال ای دی ها و سیستم های رادار و همین طور در صنایع خودروسازی و هوافضا دارد.
دانشمندان خاطرنشان کردند که با قوی تر شدن و فشرده تر شدن وسایل الکترونیکی با کارآیی بالا، این مطالعه می تواند کارآیی و پایداری دستگاه را بطور قابل توجهی افزایش دهد، در صورتیکه بوسیله بهبود مدیریت حرارتی به هدف خنثی بودن کربن کمک می نماید.
این مطالعه در مجله Cell Reports Physical Science انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب