Системы капельного охлаждения способны снижать температуру поверхности нагреваемых электронных компонентов всего на 1−2 градуса, установили физики Томского политехнического университета и Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН в рамках программы «Приоритет-2030».
Это указывает на то, что применение исключительно капельного охлаждения для серверов и дата-центров оказывается неэффективным.
В министерстве подчеркнули, что современные технологии требуют использования множества элементов электронной и радиоэлектронной аппаратуры, таких как серверы, дата-центры, системы машинного обучения и искусственного интеллекта и прочее. Это оборудование потребляет значительное количество электроэнергии, что приводит к его нагреванию. На данный момент наиболее перспективным решением является распылительное охлаждение нагреваемых поверхностей. Однако ученые доказали, что использование только этой технологии не является эффективным.
«Ранее исследования эффективности технологии проводились без учета температуры нагретого материала непосредственно под каплей воды. Нам удалось экспериментально установить изменение температуры в тонком слое материала, находящемся в контакте с границей раздела “капля воды — пластина нагретого металла” в момент испарения капли. Согласно полученным данным, температура поверхности снижается всего на 1−2 градуса», — сообщил соавтор исследования, профессор Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова ТПУ Семен Сыродой.
Экспериментальная часть исследования проводилась на специально разработанном стенде. В качестве модели поверхности электронного оборудования использовали сэндвич-пластину из нержавеющей стали и меди. Также была разработана математическая модель, описывающая процесс испарения капель воды с нагретой поверхности. Ученые исследуют возможности модернизации существующих систем капельного охлаждения для повышения их эффективности.
«Результаты экспериментов служат основой для важного практического применения. Воздействие отдельных капель охлаждающей жидкости на поверхности, подверженные высоким температурам, имеет ограниченное воздействие на скорость теплоотведения с этих поверхностей из-за пространственных механизмов теплопередачи, связанных с материалом поверхности. Следовательно, проектирование систем охлаждения компонентов высокотемпературного электронного оборудования исключительно на основе отдельных капель охлаждающей жидкости без внедрения дополнительных мер по увеличению теплоотведения нецелесообразно», — добавил Сыродой.
Исследование было осуществлено при поддержке федеральной программы Минобрнауки РФ «Приоритет-2030» в рамках федерального проекта «Молодежь и дети». Результаты работы опубликованы в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer.
Фото: hi-tech.mail.ru