راه حل حبابی برای مشکل خنک‌کاری پردازنده‌ها در فضا

0 690

حباب‌هایی که روی یک سطح گرم شده تشکیل می‌شوند، می‌توانند هنگامی که آن سطح را ترک می‌کنند باعث ایجاد یک نیروی پس‌زنی اندک شوند. برای تفهیم بیشتر این نیرو می‌توان آن را به ضربه‌ای که یک تفنگ پس از شلیک پوکه به عقب وارد می‌کند تشبیه کرد. محققان دانشگاه ایلینویز با سرمایه‌گذاری ناسا نشان داده‌اند که از این نیروی ناچیز می‌توان برای ترکیب کردن مواد سرد کننده‌ در میکروالکترونیک‌های پرتوان همچون پردازنده‌های کنترلگر تراسترها استفاده کرد.

الکساندر یارین (Alexander Yarin) یکی از اساتید این دانشگاه و محقق اصلی پروژه‌ی مذکور در این مورد می‌گوید “نیروی پس‌زنی حباب‌ها به خوبی مطالعه نشده و تاکنون مورد استفاده قرار نگرفته است. در پروازهایی که به مقصد مریخ یا ماه انجام می‌گیرند تجهیزاتی مثل کامپیوترها، گرمای زیادی تولید می‌کنند که با کوچکتر شدن کامپیوترها و تراشه‌ها این گرما باعث محدود شدن توان محاسباتی آنها می‌شود.

روش دیگری که مهندسان مورد بررسی قرار داده‌اند “جوشیدن استخری” (pool-boiling) می‌باشد که اساس آن جذب کردن گرما توسط حجم مشخصی از مایع و تبدیل آن به بخار است؛ اما نبود جاذبه در فضا باعث ناکارامدی این روش خواهد بود. در زمین وجود جاذبه باعث وارد شدن نیروی شناوری به حباب‌ها و بالا رفتن آنها می‌شود اما در فضا این اتفاق نمی‌افتد و حباب‌ها با پیوستن به یکدیگر، لایه‌ای عایق تشکیل می‌دهند که در فرایند خنک‌کاری اخلال ایجاد می‌کند. یارین با اشاره به این مشکل افزود “می‌توان از مخلوط‌سازی مکانیکی یا میدان الکترکی قوی استفاده کرد اما این روش‌ها نیز باعث تولید گرما و ایجاد مشکلات دیگر می‌شوند و نیاز به فضا و توان بیشتر دارند.

یارین و همکارانش دو تراشه‌ی مداری تولید کننده‌ی گرما را به یکدیگر متصل کردند و با تغییر ولتاژ دو تراشه موفق به ایجاد یک حرکت رفت و برگشتی با فرکانس 1 سانتیمتر بر ثانیه درون مایع خنک کننده شدند. وی گفت “وقتی یکی از تراشه‌ها عمل می‌کند، حباب‌ها و نیروی پس‌زنی‌تولید می‌کند و سپس این کار توسط تراشه‌ی دیگر تکرار می‌شود و این چرخه آنقدر تکرا می‌شود که تراشه‌ها در مایع خنک‌کننده حرکت می‌کنند و حباب‌ها را نیز حرکت می‌دهند.” این سیستم به حضور جاذبه وابسته نیست و در فضا دقیقا مانند زمین عمل می‌کند. این محققین همچنین نشان دادند که نیروی تولید شده وقتی که حباب‌ها کوچکتر و زیادتر باشند، بیشتر خواهد شد. به همین دلیل نانوفیبرهای پلیمری با سرعت مافوق صوت به طرف تراشه‌ها شلیک شد تا نانوالیافی برای ریز کردن حباب‌ها ایجاد شود.

منبع sciencedaily
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=1304
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها