A l'ère des voitures électriques, machine learning et véhicules ultra-efficaces pour les voyages spatiaux, les ordinateurs et le matériel fonctionnent plus rapidement et plus efficacement. Mais cette augmentation de puissance s'accompagne d'un compromis :ils deviennent super chauds.

Pour contrer cela, Des chercheurs de l'Université de Floride centrale développent un moyen pour les grosses machines de « respirer » des jets d'eau de refroidissement pour empêcher leurs systèmes de surchauffer.

Les résultats sont détaillés dans une étude récente de la revue Liquides d'examen physique .

Le processus ressemble beaucoup à la façon dont les humains et certains animaux respirent de l'air pour refroidir leur corps, sauf dans ce cas, les machines respireraient des jets d'eau fraîche, dit Khan Rabbi, doctorant au Département de génie mécanique et aérospatial de l'UCF et auteur principal de l'étude.

"Notre technique utilisait un jet d'eau pulsé pour refroidir une surface chaude en titane, " dit le rabbin. " Plus nous pompions d'eau des buses de pulvérisation, plus la quantité de chaleur transférée entre la surface solide en titane et les gouttelettes d'eau est importante, refroidissant ainsi le titane. Fondamentalement, une idée de pulsation de jet optimale doit être générée pour assurer des performances de transfert de chaleur maximales."

"C'est essentiellement comme exhaler la chaleur de la surface, " il dit.

L'eau est émise par de petites buses à jet d'eau, environ 10 fois l'épaisseur d'un cheveu humain, qui arrosent une surface chaude d'un grand système électronique et l'eau est collectée dans une chambre de stockage, où il peut être pompé et remis en circulation pour répéter le processus de refroidissement. La chambre de stockage de leur étude contenait environ 10 onces d'eau.

En utilisant la haute vitesse, imagerie thermique infrarouge, les chercheurs ont pu trouver la quantité d'eau optimale pour des performances de refroidissement maximales.

Le rabbin dit que les applications quotidiennes du système pourraient inclure le refroidissement de gros appareils électroniques, véhicules spatiaux, batteries dans les véhicules électriques et les turbines à gaz.

Shawn Putnam, professeur agrégé au Département de génie mécanique et aérospatial de l'UCF et co-auteur de l'étude, affirme que cette recherche fait partie d'un effort visant à explorer différentes techniques pour refroidir efficacement les appareils et les surfaces chaudes.

"Le plus probable, la technologie de refroidissement la plus polyvalente et la plus efficace tirera parti de plusieurs mécanismes de refroidissement différents, où le refroidissement par jet pulsé devrait être l'un de ces contributeurs clés, ", dit Putnam.

Le chercheur dit qu'il existe plusieurs façons de refroidir le matériel chaud, mais le refroidissement par jet d'eau est une méthode préférée car il peut être ajusté dans différentes directions, a une bonne capacité de transfert de chaleur, et utilise des quantités minimales d'eau ou de liquide de refroidissement.

Cependant, il a ses inconvénients, à savoir un arrosage excessif ou sous-marin qui entraîne des inondations ou des points chauds secs. La méthode UCF surmonte ce problème en offrant un système qui s'adapte aux besoins du matériel afin que la seule eau appliquée soit la quantité nécessaire et au bon endroit.

La technologie est nécessaire car une fois que les températures de l'appareil dépassent une valeur seuil, par exemple, 194 degrés Fahrenheit, les performances de l'appareil diminuent, dit Rabbi.

"Pour cette raison, nous avons besoin de meilleures technologies de refroidissement en place pour maintenir la température de l'appareil bien en deçà de la température maximale pour un fonctionnement optimal, " dit-il. " Nous pensons que cette étude fournira aux ingénieurs, scientifiques et chercheurs une compréhension unique pour développer des systèmes de refroidissement liquide de la future génération. »