IITマドラスとハリファ大学が開発した電子機器用の革新的な冷却ソリューション — トランスコンチネンタル・タイムズ

Aug 08, 2023

インドの第二次宇宙時代の到来は、目覚ましい技術革新と電子部品の小型化への顕著な傾向をもたらしました。

インド：小型電子機器の熱管理の進歩に向けた大きな前進として、インド工科大学マドラス校 (IIT マドラス) と UAE のハリファ大学は、宇宙技術やその他の分野での応用の可能性を秘めた革新的な冷却ソリューションを共同開発しました。

ミニチャネル熱交換器に焦点を当てたこの画期的な成果は、権威ある査読誌「Applied Thermal Engineering」に掲載されました。

この共同研究の成果は、IIT マドラス校応用力学・生体医工学部の S. Vengadesan 教授、研究生 R. Vishnu と、Ahmed Alkaabi 博士と Deepak Selvakumar 博士の寄稿により共著された論文となりました。ハリファ大学出身。

インドの第 2 宇宙時代の到来は、目覚ましい技術革新と電子部品の小型化への顕著な傾向をもたらしました。 この小型化は、進行中のチャンドラヤーン 3 号ミッションに例証されるように、高度な機能の創出につながりました。

しかし、宇宙ミッションと家庭用電化製品の両方において、小型電子部品への依存が高まっているため、重大な発熱という重大な問題が生じています。

たとえば、高性能コンピューティング プロセッサは 200 ～ 250 ワットを超える電力を生成し、熱負荷は最大で 1 キロワットに達することがあります。

その結果、この熱を効率的に管理することが重要な課題となります。 液体冷却システム、特にマイクロチャネルおよびミニチャネル ヒートシンクは、そのようなシステムの熱を放散するための実行可能なアプローチとして浮上しています。

IIT マドラス大学とハリファ大学の研究者によって提案された革新的なソリューションは、流れのダイナミクスを破壊するためにミニチャネルに薄板電極を導入するというコンセプトを中心にしています。 この破壊により、チャネルの境界に渦巻き流と渦が発生し、熱伝達効率が大幅に向上します。

研究チームは、計算手法を利用して複雑な三次元流体の流れをシミュレーションし、これらの制御された無秩序な流れがチャネル壁に沿った従来の滑らかな流れをどのように乱し、その結果、熱伝達率が著しく向上するかを示した。

このアプローチの特徴は、ミニチャネル内に望ましい旋回流を誘導するために繊細な電場を適用することです。 これにより、動作の安全性が確保されるだけでなく、消費電力も最小限に抑えられます。 この先駆的な研究は、特に宇宙技術における電子熱管理の分野で広範囲に応用されています。

この独創的な設計によって生成される電気駆動の渦により、追加の幾何学的な変更が不要になります。 さらに、可動部品がないため振動のない動作が保証され、必要なメンテナンスは最小限で済みます。

このアプローチの明確な利点は、電気的に動作する性質にあり、インテリジェントな制御と変化する条件への迅速な応答が可能になります。 研究チームは、その取り組みの証として、さまざまな電極の位置と向きを調査することで、設計をさらに改良することを目指しています。

さらに、この研究で明らかにされたメカニズムは、薄膜沸騰を促進する可能性を示しており、この設計の適用を二相伝熱システムに拡張する機会を提供します。

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機械工学を卒業し、科学、技術、スポーツについて執筆し、物理学と数学を教え、プロとしてクリケットをプレーし、ボディービルにも情熱を注いでいます。