Сегодня 28 марта 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные придумали, как эффективнее кипятить воду — это, кроме прочего, позволит лучше охлаждать чипы

Учёные из Массачусетского технологического института разработали технологию более эффективного кипячения жидкостей. Предложенное решение снизит энергозатраты в широком спектре промышленного производства, а также откроет путь к лучшему охлаждению в электронике.

 Источник изображения: MIT

Источник изображения: MIT

В основе процесса кипячения жидкостей лежит борьба компромиссов между критическим тепловым потоком и коэффициентом теплопередачи. Повышая первый, мы вызываем снижение второго и наоборот. В частности, при кипячении воды, чем выше интенсивность нагрева, тем активнее на поверхности кипячения образуются пузырьки водяного пара. С определённого момента пузырьки сливаются в одну сплошную плёнку, теплопроводность которой ниже, чем у воды, а это ведёт к снижению интенсивности кипячения и к перерасходу энергии на поддержание процесса.

Исследователи из MIT задались целью одновременно улучшить оба параметра не нарушая законов физики. Сделать это удалось благодаря разработке многоуровневого покрытия поверхности кипения, о чём они рассказали в журнале Advanced Materials. Основная идея заключалась в том, чтобы не дать пузырькам газа при кипении жидкости слиться в одну сплошную плёнку. Для этого на поверхности кипячения были сделаны углубления диаметром около 10 мкм с шагом 2 мм. Но это далеко не всё. Углубления были сделаны на вершинах столбиков диаметром чуть больше 20 мкм. Столбики за счёт большей площади обеспечивали как лучший нагрев жидкости, так и естественную подачу жидкости (циркуляцию) от основания к вершине.

Третьим улучшением стало «текстурирование» вершин столбиков наноструктурами — гребнями и лезвиями масштаба от десятков до сотен нанометров. Такая текстура способствовала тому, что испарение происходит быстрее за счёт увеличения поверхности кипячения в точке парообразования, что также быстрее отводит пар и не даёт ему застаиваться. Фактически между пузырьками пара и поверхностью кипячения постоянно остаётся жидкость, что не даёт пару снизить тепловую передачу между источником нагрева и жидкостью.

 Источник изображения: Advanced Materials

Источник изображения: Advanced Materials

Учёные отмечают, что создать простое решение для практического использования пока нельзя. Процесс создания текстурированной поверхности для наиболее эффективного кипячения жидкостей сложен и требует чистых комнат и оборудования, подобного оборудованию для производства полупроводников. Исследователи лишь доказали осуществимость идеи и намерены разработать техпроцесс более доступного текстурирования поверхностей кипячения. К слову, для разных жидкостей будут свои текстуры, поскольку коэффициенты натяжения у разных жидких сред разные.

В то же время учёные считают, что отрасль производства электроники может уже сейчас выиграть от предложенной технологии. Отводить тепло приходится со всё меньшей и меньшей площади чипов, а нанести текстуру на радиатор или даже непосредственно на процессор будет не так уж дорого, если держать в уме эффективность и общие затраты на системы охлаждения.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Sega подтвердила массовые увольнения и продажу Relic Entertainment — разработчики Company of Heroes и Warhammer 40,000: Dawn of War вновь станут независимыми 17 мин.
Hellgate: London спустя 17 лет получит продолжение на Unreal Engine 5 — первые подробности Hellgate: Redemption 2 ч.
Take-Two Interactive купит Gearbox у Embracer Group за $460 миллионов — подтверждена новая Borderlands 2 ч.
Amazon.com инвестирует в ИИ-стартап Anthropic дополнительно $2,75 млрд 13 ч.
Хакеры нашли, как завалить iPhone запросами о сбросе пароля, и стали пользоваться этим для фишинга 14 ч.
Новый бенчмарк — новый рекорд: NVIDIA подтвердила лидерские позиции в MLPerf Inference 15 ч.
Sony подтвердила линейку игр PS Plus на апрель — магический шутер, экшен-стратегия в мире Minecraft и роглайк в стиле Dead Cells 15 ч.
В Великобритании собрались подвести законодательную базу под мемы про криптовалюты 15 ч.
Google представила новые ИИ-функции в картах и поиске — они помогут путешественникам 15 ч.
Lesta Games выразила готовность выпустить «Мир танков» и «Мир кораблей» на российской консоли 16 ч.
В Сеть утекли фотографии белой Xbox Series X без дисковода 26 мин.
По итогам текущего года тайваньские контрактные производители чипов увеличат выручку на 20 % 46 мин.
С 1 апреля порог беспошлинного ввоза товаров снизится до €200 — электроника подорожает на 15–20 % 60 мин.
Госдума приняла закон о свободном доступе интернет-провайдеров в многоквартирные дома 2 ч.
В этом году доля электромобилей китайского производства на рынке Европы превысит 25 % 2 ч.
Эксперты: создать российскую Xbox непросто, но выпустить аналог Steam Deck — решаемая задача 2 ч.
Первый электромобиль Xiaomi за год найдёт не более 50 000 покупателей 3 ч.
Гидроэлектростанции уличили в масштабных выбросах метана, и это серьёзная проблема 3 ч.
Цепляющаяся за жизнь Fisker снизила цены на свои электромобили на величину до 39 % 7 ч.
Процессор Qualcomm Snapdragon X Elite обеспечил в играх Baldur’s Gate 3 и Control выше 30 кадров в секунду 9 ч.