Kjøling er et viktig aspekt av elektronikkdesign, fra industrielle anvendelser med enorm effekt til små personlige datamaskiner. Enkelt sagt betyr kjøling at man flytter varme fra den varme elektronikken og ut til de kaldere omgivelsene. I anvendelser som krever høy ytelse oppnås dette ofte ved å sirkulere en væske imellom elektronikken og omgivelsene ved hjelp av en mekanisk pumpe.
Et nanofluid er en væske som er tilstatt et stort antall veldig små partikler, kalt nanopartikler. Man har sett at slike væsker har forbedrede egenskaper med tanke på varmetransport, f.eks. en økt termisk konduktivitet. Hvis de tilsatte partiklene også er magnetiske, så har vi en spesiell type nanofluid kalt ferrofluid, som kan bli kontrollert ved hjelp av magnetiske felt. Væskens evne til å bli kontrollert av magnetiske felt avhenger av temperatur, og dette åpner muligheten for å lage noe kalt en termomagnetisk pumpe. En slik pumpe kan sirkulere kjølevæsken helt uten bevegelige deler.
Generelt ser vi et potensial for anvendelse der hvor pålitelighet og kompakthet er viktige aspekter, på grunn av avsidesliggende og farlig lokalisering. Gode eksempler på dette inkluderer kraftelektronikk i subsea-installasjoner og vindkraft på havet.
Hovedmålene i prosjektet NanoHX er:
- Å undersøke hvordan man kan modellere en termomagnetisk pumpet kjølekrets med den nødvendige nøyaktigheten for å kunne undersøke potensialet for praktisk anvendelse, samtidig som at man holder modellen enkel og rask nok til at parameterstudier blir mulig.
- Å bruke denne modellen til å undersøke potensialet for ytelse av et slikt konsept i praktiske applikasjoner, og å finne ut hvordan man kan optimalisere konseptet.
For å nå disse målene utvikler vi matematiske datamodeller, som kombinerer forskningsfelt som elektronmagnetisme, statistisk mekanikk, fluidmekanikk og termodynamikk.
Den utviklede modellen og resultat fra simuleringer har blitt publisert i to artikler i fagfellevurdert journal. Resultatene viser et stort potensial for kjøling i praktiske applikasjoner.
Relevante lenker:
Vitenskapelige artikler:
Nettsider:
Blogginnlegg: