При испарительном охлаждении, теплообменник должен быть больших размеров. Примером тому могут служить теплообменники на АЭС или ТЭС. А исследователи из Массачусетского института, который находится в США, обнаружили, что те теплообменники, которые имеют необычную форму поверхности, дают возможность в два раза снизить габариты подобных устройств.

Системы, которые предназначены для охлаждения – испарительного типа, имеют широкое применение. Они используются как при кондиционировании различных помещений, так и при охлаждении теплоносителей электростанций. Применяются они также для охлаждения сжиженного газа, который перевозят в танкерах, и тому подобное.

Учёные рассматривавшие перспективы подобного охлаждения, и использования его в целях охлаждения для серверов, заметили некую закономерность. Оказывается, что почти как в случае с воздушным охлаждением, выступы различной формы усиливают теплообменность стенок каналов с жидкостью, которая испаряется.

В случае с электроникой были использованы маленькие неровности в микро масштабе. Но со слов разработчиков такой подход используется даже в градирнях рабочих электростанций, увеличивая размеры неровностей.

Учёные трактуют эту ситуацию таким образом. Раньше предполагалось что в моделях тепло проходит по воде ещё до того как она закипает. На самом деле оказалось, что при значительных объёмах отводимого тепла жидкость на стенках теплообменника закипает значительно раньше, чем успевает отдать тепло окружающей воде. Вода образует пузырёк пара, он поднимается со дна и испаряется с поверхности жидкости. Дальше при высокой интенсивности теплового отвода на дне теплообменника снова образуется пузырёк и занимает тоже место, и это все повторяется. Пар, при этом имеет меньшую теплопроводность и теплоёмкость чем вода, и от этого эффект теплообменников резко снижается.

В случае с неровностями поверхности пузырьки имеют возможность передвигаться рядом с твёрдой поверхностью и значительно быстрее подниматься вверх, что приводит к повышению эффективности самого теплообменника.

В перспективе, такой подход даст возможность упростить и сделать дешевле все системы жидкостного охлаждения, не только серверов, компьютеров, и прочей электроники, но и значительно уменьшить габариты градирен всех видов электростанций, снизив, таким образом, их себестоимость.

Источник: Blog-Mashnin.ru