In het tijdperk van elektrische auto's, machine learning en ultra-efficiënte voertuigen voor ruimtevaart, computers en hardware werken sneller en efficiënter. Maar deze toename van het vermogen komt met een afweging:ze worden superheet.

Om dit tegen te gaan, Onderzoekers van de University of Central Florida ontwikkelen een manier voor grote machines om verkoelende waterstralen in en uit te ademen om te voorkomen dat hun systemen oververhit raken.

De bevindingen worden gedetailleerd beschreven in een recente studie in het tijdschrift Fysieke beoordeling Vloeistoffen .

Het proces lijkt veel op hoe mensen en sommige dieren lucht inademen om hun lichaam af te koelen, behalve in dit geval, de machines zouden koele waterstralen inademen, zegt Khan Rabbi, een promovendus bij UCF's Department of Mechanical and Aerospace Engineering en hoofdauteur van de studie.

"Onze techniek gebruikte een gepulseerde waterstraal om een ​​heet titaniumoppervlak te koelen, Rabbi zegt. "Hoe meer water we uit de sproeikoppen pompten, hoe groter de hoeveelheid warmte die wordt overgedragen tussen het massieve titaniumoppervlak en de waterdruppels, waardoor het titanium wordt gekoeld. Fundamenteel, een idee van optimale jet-pulsatie moet worden gegenereerd om maximale warmteoverdrachtprestaties te garanderen."

"Het is in wezen alsof je de warmte van het oppervlak uitademt, " hij zegt.

Het water komt uit kleine waterstraalsproeiers, ongeveer 10 keer de dikte van een mensenhaar, die een heet oppervlak van een groot elektronisch systeem doven en het water wordt opgevangen in een opslagkamer, waar het kan worden weggepompt en opnieuw kan worden gecirculeerd om het koelproces te herhalen. De voorraadkamer in hun studeerkamer bevatte ongeveer 10 ons water.

Met behulp van hoge snelheid, infrarode thermische weergave, de onderzoekers konden de optimale hoeveelheid water vinden voor maximale koelprestaties.

Rabbi zegt dat alledaagse toepassingen voor het systeem het koelen van grote elektronica kunnen omvatten, ruimtevoertuigen, batterijen in elektrische voertuigen en gasturbines.

Shawn Putnam, een universitair hoofddocent bij de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van UCF en co-auteur van de studie, zegt dat dit onderzoek deel uitmaakt van een poging om verschillende technieken te verkennen om hete apparaten en oppervlakken efficiënt te koelen.

"Waarschijnlijk, de meest veelzijdige en efficiënte koeltechnologie zal profiteren van verschillende koelmechanismen, waar gepulseerde jetkoeling naar verwachting een van deze belangrijke bijdragen zal zijn, ' zegt Putnam.

De onderzoeker zegt dat er meerdere manieren zijn om hete hardware te koelen, maar waterstraalkoeling heeft de voorkeur omdat deze in verschillende richtingen kan worden ingesteld, heeft een goed warmteoverdrachtsvermogen, en gebruikt minimale hoeveelheden water of vloeibare koelvloeistof.

Echter, het heeft zijn nadelen, namelijk ofwel over- of onder water dat resulteert in overstromingen of droge hotspots. De UCF-methode ondervangt dit probleem door een systeem aan te bieden dat kan worden afgestemd op de hardwarebehoeften, zodat het enige water dat wordt toegediend de benodigde hoeveelheid en op de juiste plek is.

De technologie is nodig omdat zodra de temperatuur van het apparaat een drempelwaarde overschrijdt, bijvoorbeeld, 194 graden Fahrenheit, de prestaties van het apparaat nemen af, zegt rabbijn.

"Om deze reden, we hebben betere koeltechnologieën nodig om de temperatuur van het apparaat ruim binnen de maximale temperatuur te houden voor een optimale werking, "zegt hij. "We geloven dat deze studie ingenieurs, wetenschappers en onderzoekers een uniek begrip om toekomstige generatie vloeistofkoelsystemen te ontwikkelen."