В течение десятилетий исследователи рассматривали возможность охлаждения горячих электронных устройств, обдувая их высокоскоростными воздушными форсунками. Однако воздушно-струйные системы охлаждения сегодня широко не используются. Двумя из самых больших препятствий, мешающих использованию этих систем, является их сложность и вес. Воздушные струйные системы должны быть изготовлены из металла, чтобы выдерживать давление, связанное с воздушными струями, скорость которых может превышать 200 миль в час. А система обработки воздуха может быть сложной со многими отдельными компонентами, которые управляют потоком воздуха и направляют воздух в горячие точки, где требуется охлаждение.
Теперь исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн продемонстрировали новый тип воздушно-струйного кулера, который преодолевает предыдущие барьеры для систем струйного охлаждения . Используя аддитивное производство , исследователи создали систему воздушно-струйного охлаждения в одном компоненте, которая может направлять высокоскоростной воздух в несколько горячих точек электроники. Исследователи изготовили систему охлаждения из прочных полимерных материалов, которые могут противостоять суровым условиям, связанным с высокоскоростными воздушными струями.
«Свобода проектирования аддитивного производства позволяет нам создавать решения для охлаждения, размеры и формы которых ранее были невозможны», — сказал Уильям Кинг, председатель Andersen и профессор кафедры механики и техники. «Это действительно открывает новый мир возможностей для управления температурным режимом».
Исследования были направлены на отвод тепла от мощных электронных устройств. «Острые проблемы терморегулирования мощных электронных устройств появляются во множестве приложений, особенно в современных дата-центрах, а также в электромобилях, включая самолеты, автомобили и внедорожники», — сказал Ненад Милькович, доцент кафедры механических наук. и Engineering в Иллинойсе и соавтор опубликованного исследования.
Применения мощных электронных устройств быстро растут — в электромобилях , системах солнечной энергии, связи 5G и вычислительных мощностях с использованием графических процессоров (GPU) и других. Электронные устройства в этих системах генерируют тепло, которое необходимо отводить для эффективной и надежной работы. В целом, более высокая мощность приводит к более высокой производительности. К сожалению, более высокая мощность также затрудняет отвод тепла. Новые технологии охлаждения необходимы для поддержки роста электрических систем.
Статья «Воздухоструйное охлаждение электронных устройств с использованием насадок аддитивного производства» была опубликована в журнале IEEE Transactions по компонентам, упаковке и технологии производства .
