Физики Томского политеха и Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН выяснили, что системы капельного охлаждения снижают температуру поверхности интенсивно нагреваемых элементов электроники не более чем на 1-2 °С. Таким образом, использование только такого охлаждения для серверов и дата-центров является неэффективным, сообщает пресс-служба Минобрнауки.
Новый стимул созданию дата-центров и серверов придало развитие систем искусственного интеллекта. Это оборудование потребляет большое количество электроэнергии и сильно нагревается, поэтому инженеры ищут самые эффективные способы его охлаждения.
Самым популярным способом охлаждения является распыление воды Однако с помощью математического моделирования и физического эксперимента ученые доказали, что в одиночку эта технология работает неэффективно.
Ранее исследования эффективности технологии проводились без измерения температуры нагретого материала, непосредственно под каплей воды. Нам же удалось экспериментально определить изменение температуры в тонком слое материала, прилегающем к границе раздела «капля воды — пластина нагретого металла», в момент испарения капли. Согласно полученным данным, поверхность охлаждается в пределах всего 1−2 °С.
Эксперимент проводился на специальном стенде с установленной на нем сэндвич-пластиной из нержавеющей стали и меди, которую нагревали до 60-100 °С. Затем с помощью хромель-копелевых (изготовленных из особых сплавов) термопар, расположенных между металлическими слоями, отслеживалась динамика температуры после контакта поверхности с каплями воды. Ученые разработали также математическую модель, описывающую процесс испарения воды с нагретой поверхности.
Результаты имеют важное значение для проектирования будущих охладительных систем. Ученые теперь исследуют варианты модернизации капельного охлаждения для повышения его эффективности.
Исследование выполнено при поддержке федеральной программы Минобрнауки РФ «Приоритет-2030» федерального проекта «Молодежь и дети». Результаты работы опубликованы в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer (Q1, IF: 6,4).
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Томске разработан эффективный охлаждающий сплав.
