En la era de los coches eléctricos, aprendizaje automático y vehículos ultraeficientes para viajes espaciales, las computadoras y el hardware funcionan de manera más rápida y eficiente. Pero este aumento de potencia viene con una compensación:se vuelven supercalientes.

Para contrarrestar esto, Los investigadores de la Universidad de Florida Central están desarrollando una forma para que las grandes máquinas "inhalen" y exhalen ráfagas de agua para evitar que sus sistemas se sobrecalienten.

Los hallazgos se detallan en un estudio reciente en la revista. Fluidos de revisión física .

El proceso es muy parecido a cómo los humanos y algunos animales respiran aire para enfriar sus cuerpos. excepto en este caso, las máquinas respirarían ráfagas de agua fría, dice Khan Rabbi, candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y autor principal del estudio.

"Nuestra técnica utilizó un chorro de agua pulsado para enfriar una superficie de titanio caliente, "Dice el rabino." Cuanta más agua bombeamos de las boquillas de chorro de aspersión, cuanto mayor sea la cantidad de calor que se transfiere entre la superficie sólida de titanio y las gotas de agua, enfriando así el titanio. Fundamentalmente, es necesario generar una idea de la pulsación de chorro óptima para garantizar el máximo rendimiento de transferencia de calor ".

"Es esencialmente como exhalar el calor de la superficie, " él dice.

El agua es emitida por pequeñas boquillas de chorro de agua, aproximadamente 10 veces el grosor de un cabello humano, que empapan una superficie caliente de un gran sistema electrónico y el agua se recoge en una cámara de almacenamiento, donde se puede bombear y hacer circular nuevamente para repetir el proceso de enfriamiento. La cámara de almacenamiento en su estudio contenía aproximadamente 10 onzas de agua.

Usando alta velocidad, imágenes térmicas infrarrojas, los investigadores pudieron encontrar la cantidad óptima de agua para un rendimiento de enfriamiento máximo.

El rabino dice que las aplicaciones cotidianas del sistema podrían incluir la refrigeración de grandes componentes electrónicos, vehículos espaciales, baterías en vehículos eléctricos y turbinas de gas.

Shawn Putnam, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y coautor del estudio, dice que esta investigación es parte de un esfuerzo por explorar diferentes técnicas para enfriar de manera eficiente dispositivos y superficies calientes.

"Más probable, la tecnología de enfriamiento más versátil y eficiente aprovechará varios mecanismos de enfriamiento diferentes, donde se espera que el enfriamiento por chorro pulsado sea uno de estos contribuyentes clave, "Dice Putnam.

El investigador dice que hay varias formas de enfriar el hardware caliente, pero el enfriamiento por chorro de agua es un método preferido porque se puede ajustar en diferentes direcciones, tiene una buena capacidad de transferencia de calor, y utiliza cantidades mínimas de agua o refrigerante líquido.

Sin embargo, tiene sus inconvenientes, es decir, riego excesivo o insuficiente que da como resultado inundaciones o puntos calientes secos. El método UCF supera este problema al ofrecer un sistema que se ajusta a las necesidades del hardware, de modo que la única agua aplicada es la cantidad necesaria y en el lugar correcto.

La tecnología es necesaria ya que una vez que las temperaturas del dispositivo superan un valor umbral, por ejemplo, 194 grados Fahrenheit, el rendimiento del dispositivo disminuye, Dice el rabino.

"Por esta razón, necesitamos mejores tecnologías de enfriamiento para mantener la temperatura del dispositivo dentro de la temperatura máxima para un funcionamiento óptimo, ", dice." Creemos que este estudio proporcionará a los ingenieros, científicos e investigadores un conocimiento único para desarrollar sistemas de refrigeración líquida de la futura generación ".