Forskere demonstrerer ny evne til at køle elektronik

I årtier, forskere har overvejet potentialet for afkøling af varme elektroniske enheder ved at blæse på dem med højhastighedsluftstråler. Imidlertid, luftstrålekølesystemer er ikke udbredt i dag. To af de største forhindringer, der forhindrer brugen af ​​disse systemer, er deres kompleksitet og vægt. Luftstrålesystemer skal være lavet af metal for at kunne håndtere det tryk, der er forbundet med luftstråler, hvis hastighed kan overstige 200 miles i timen. Og luftbehandlingssystemet kan være komplekst med mange diskrete komponenter, der styrer luftstrømmen og leder luften til de varme steder, hvor køling er påkrævet.

Nu, forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign har demonstreret en ny type luftstrålekøler, der overvinder tidligere barrierer for jetkølesystemer. Ved hjælp af additiv fremstilling, forskerne skabte et luftstrålekølesystem i en enkelt komponent, der kan lede højhastighedsluft til flere elektroniske hot spots. Forskerne fremstillede kølesystemet af stærke polymermaterialer, der kan modstå de barske forhold, der er forbundet med højhastighedsluftstråler.

"Designfriheden ved additiv fremstilling giver os mulighed for at skabe køleløsninger, der har størrelser og former, som ikke tidligere var mulige, " sagde William King, Andersen formand og professor i mekanik og teknik. "Dette åbner virkelig op for en ny verden af ​​muligheder for termisk styring."

Forskningen fokuserede på varmefjernelse fra højeffekt elektroniske enheder. "De akutte termiske styringsproblemer ved elektroniske enheder med høj effekt dukker op i et væld af applikationer, især i moderne datacentre samt elektriske køretøjer, herunder fly, bilindustrien, og terrængående køretøjer, sagde Nenad Miljkovic, Lektor i Mechanical Science and Engineering ved Illinois og medforfatter på den offentliggjorte forskning.

Anvendelsen af ​​højeffekt elektroniske enheder vokser hurtigt - i elbiler, solcelleanlæg, 5G kommunikation, og højtydende computere, der bruger grafikbehandlingsenheder (GPU), for at nævne et par stykker. De elektroniske enheder i disse systemer genererer varme, som skal fjernes for at kunne fungere effektivt og pålideligt. Generelt, højere effekt resulterer i højere ydeevne. Desværre, højere effekt gør det også sværere at fjerne varmen. Nye køleteknologier er nødvendige for at understøtte væksten af ​​elektriske systemer.

Papiret, "Air Jet Impingement Køling af elektroniske enheder ved hjælp af additivt fremstillede dyser, " blev offentliggjort i tidsskriftet IEEE-transaktioner på komponenter, Emballage, og produktionsteknologi .