Soluzione di raffreddamento innovativa per l'elettronica sviluppata da IIT Madras e Università Khalifa - Transcontinental Times

Aug 08, 2023

L'avvento della seconda era spaziale in India ha portato innovazioni tecnologiche impressionanti e una notevole tendenza verso la miniaturizzazione dei componenti elettronici

INDIA:In un passo significativo verso il progresso della gestione del calore per i dispositivi elettronici in miniatura, l’Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras) e l’Università Khalifa negli Emirati Arabi Uniti hanno sviluppato congiuntamente una soluzione di raffreddamento innovativa con potenziali applicazioni nella tecnologia spaziale e oltre.

Questa innovazione, incentrata sugli scambiatori di calore a minicanali, è stata pubblicata sulla stimata rivista peer-reviewed Applied Thermal Engineering.

Lo sforzo di ricerca collaborativa ha prodotto un articolo scritto dal professor S. Vengadesan del Dipartimento di meccanica applicata e ingegneria biomedica dell'IIT Madras, insieme al suo studente ricercatore R. Vishnu, e dai contributi del dottor Ahmed Alkaabi e del dottor Deepak Selvakumar dall'Università Khalifa.

L'avvento della seconda era spaziale in India ha portato innovazioni tecnologiche impressionanti e una notevole tendenza verso la miniaturizzazione dei componenti elettronici. Questa miniaturizzazione ha portato alla creazione di funzionalità avanzate, come esemplificato dalla missione Chandrayaan-3 in corso.

Tuttavia, la crescente dipendenza da componenti elettronici miniaturizzati, sia nelle missioni spaziali che nell’elettronica di consumo, ha portato a un conseguente problema di significativa generazione di calore.

I processori informatici ad alte prestazioni, ad esempio, possono generare fino a 200-250 watt di potenza, culminando in carichi termici che possono raggiungere 1 kilowatt.

Di conseguenza, la gestione efficiente di questo calore diventa una preoccupazione fondamentale. I sistemi di raffreddamento a liquido, in particolare i dissipatori di calore a micro e mini canali, sono emersi come un approccio praticabile per dissipare il calore in tali sistemi.

La soluzione innovativa portata avanti dai ricercatori dell’IIT Madras e dell’Università Khalifa è incentrata sul concetto di introdurre elettrodi a piastra sottile in mini-canali per interrompere la dinamica del flusso. Questa interruzione porta alla creazione di flussi vorticosi e vortici ai confini del canale, migliorando significativamente l’efficienza del trasferimento di calore.

Il team ha sfruttato metodi computazionali per simulare intricati flussi di fluidi tridimensionali, dimostrando come questi flussi caotici controllati disturbano il flusso convenzionalmente regolare lungo le pareti del canale, con conseguente miglioramento della velocità di trasferimento del calore.

Ciò che distingue questo approccio è l’applicazione di un delicato campo elettrico per indurre il flusso vorticoso desiderato all’interno dei mini-canali. Ciò non solo garantisce la sicurezza operativa, ma riduce anche al minimo il consumo energetico. Le applicazioni di questa ricerca pionieristica sono di vasta portata, soprattutto nel campo della gestione termica elettronica per la tecnologia spaziale.

I vortici azionati elettricamente generati da questo design ingegnoso annullano la necessità di ulteriori alterazioni geometriche. Inoltre, l'assenza di parti in movimento garantisce un funzionamento privo di vibrazioni, richiedendo una manutenzione minima.

Un netto vantaggio di questo approccio risiede nella sua natura azionata elettricamente, che consente un controllo intelligente e risposte rapide alle mutevoli condizioni. A testimonianza del proprio impegno, il gruppo di ricerca mira a perfezionare ulteriormente il progetto esplorando diverse posizioni e orientamenti degli elettrodi.

Inoltre, il meccanismo svelato in questo studio mostra il potenziale per far avanzare l’ebollizione del film sottile, offrendo un’opportunità per estendere l’applicazione di questo progetto ai sistemi di trasferimento di calore bifase.

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Laureato in ingegneria meccanica, scrive di scienza, tecnologia e sport, insegna fisica e matematica, gioca anche a cricket a livello professionale ed è appassionato di bodybuilding.