Na era dos carros elétricos, aprendizado de máquina e veículos ultraeficientes para viagens espaciais, os computadores e o hardware estão operando com mais rapidez e eficiência. Mas esse aumento de poder vem com uma compensação:eles ficam superquentes.

Para combater isso, Pesquisadores da University of Central Florida estão desenvolvendo uma maneira de grandes máquinas "inspirarem" e expirarem rajadas de resfriamento de água para evitar o superaquecimento de seus sistemas.

Os resultados são detalhados em um estudo recente na revista Fluidos de revisão física .

O processo é muito parecido com a forma como os humanos e alguns animais respiram o ar para resfriar seus corpos, exceto neste caso, as máquinas respirariam rajadas de água fria, diz Khan Rabbi, um candidato a doutorado no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UCF e principal autor do estudo.

"Nossa técnica usou um jato de água pulsado para resfriar uma superfície quente de titânio, "Rabino diz." Quanto mais água bombeamos dos bicos de jato, quanto maior a quantidade de calor que é transferida entre a superfície sólida de titânio e as gotas de água, resfriando assim o titânio. Fundamentalmente, uma ideia de pulsação de jato ideal precisa ser gerada para garantir o desempenho máximo de transferência de calor. "

"É essencialmente como exalar o calor da superfície, " ele diz.

A água é emitida por pequenos bicos de jato de água, cerca de 10 vezes a espessura de um cabelo humano, que encharcam a superfície quente de um grande sistema eletrônico e a água é coletada em uma câmara de armazenamento, onde pode ser bombeado para fora e circulado novamente para repetir o processo de resfriamento. A câmara de armazenamento em seu estudo continha cerca de 10 onças de água.

Usando alta velocidade, imagem térmica infravermelha, os pesquisadores conseguiram encontrar a quantidade ideal de água para o desempenho máximo de resfriamento.

Rabino diz que as aplicações diárias para o sistema podem incluir o resfriamento de grandes aparelhos eletrônicos, veículos espaciais, baterias em veículos elétricos e turbinas a gás.

Shawn Putnam, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UCF e co-autor do estudo, afirma que esta pesquisa faz parte de um esforço para explorar diferentes técnicas para resfriar com eficiência dispositivos e superfícies quentes.

"Provavelmente, a tecnologia de resfriamento mais versátil e eficiente aproveitará as vantagens de vários mecanismos de resfriamento diferentes, onde se espera que o resfriamento por jato pulsado seja um dos principais contribuintes, "Putnam diz.

O pesquisador diz que existem várias maneiras de resfriar hardware quente, mas o resfriamento por jato de água é o método preferido porque pode ser ajustado em diferentes direções, tem boa capacidade de transferência de calor, e usa quantidades mínimas de água ou refrigerante líquido.

Contudo, tem suas desvantagens, nomeadamente sobre ou submarinos que resultam em inundações ou hotspots secos. O método UCF supera este problema, oferecendo um sistema que é ajustável às necessidades do hardware, de modo que a única água aplicada é a quantidade necessária e no local certo.

A tecnologia é necessária, pois uma vez que as temperaturas do dispositivo ultrapassam um valor limite, por exemplo, 194 graus Fahrenheit, o desempenho do dispositivo diminui, Rabino diz.

"Por esta razão, precisamos de melhores tecnologias de resfriamento para manter a temperatura do dispositivo bem dentro da temperatura máxima para uma operação ideal, "diz ele." Acreditamos que este estudo proporcionará aos engenheiros, cientistas e pesquisadores uma compreensão única para desenvolver sistemas de refrigeração líquida de geração futura. "