I elbilarnas tid, maskininlärning och extremt effektiva fordon för rymdresor, datorer och hårdvara fungerar snabbare och mer effektivt. Men denna maktökning kommer med en avvägning:De blir superhot.

För att motverka detta, Forskare vid University of Central Florida utvecklar ett sätt för stora maskiner att "andas" in och ut kylande vattenstrålar för att förhindra att deras system överhettas.

Resultaten är detaljerade i en ny studie i tidskriften Fysiska granskningsvätskor .

Processen är ungefär som hur människor och vissa djur andas in luft för att kyla ner sina kroppar, utom i detta fall, maskinerna skulle andas in svala vattenstrålar, säger Khan Rabbi, en doktorand vid UCF:s institution för mekanisk och rymdteknik och huvudförfattare till studien.

"Vår teknik använde en pulserad vattenstråle för att kyla en het titanyta, "Rabbi säger." Ju mer vatten vi pumpade ut ur sprutmunstyckena, ju större värme som överförs mellan den fasta titanytan och vattendropparna, därmed kyls titanet. I grunden en idé om optimal jetpulsering måste genereras för att säkerställa maximal värmeöverföringsprestanda. "

"Det är i huvudsak som att andas ut värmen från ytan, " han säger.

Vattnet avges från små vattenstrålmunstycken, cirka 10 gånger tjockleken på ett människohår, som slänger en het yta på ett stort elektroniskt system och vattnet samlas upp i en lagringskammare, där den kan pumpas ut och cirkuleras igen för att upprepa kylprocessen. Lagringskammaren i deras studie innehöll cirka 10 uns vatten.

Med hög hastighet, infraröd termisk avbildning, forskarna kunde hitta den optimala mängden vatten för maximal kylprestanda.

Rabbi säger att vardagliga applikationer för systemet kan innefatta kylning av stor elektronik, rymdfarkoster, batterier i elfordon och gasturbiner.

Shawn Putnam, docent vid UCF:s institution för mekanisk och rymdteknik och studieförfattare, säger att denna forskning är en del av ett försök att utforska olika tekniker för att effektivt kyla heta enheter och ytor.

"Mest troligt, den mest mångsidiga och effektiva kyltekniken kommer att dra nytta av flera olika kylmekanismer, där pulserad jetkylning förväntas vara en av dessa viktiga bidragsgivare, "Säger Putnam.

Forskaren säger att det finns flera sätt att kyla varm hårdvara, men kylning med vattenstråle är en föredragen metod eftersom den kan justeras till olika riktningar, har god värmeöverföringsförmåga, och använder minimimängder vatten eller flytande kylvätska.

Dock, det har sina nackdelar, nämligen antingen över- eller undervattning som resulterar i översvämningar eller torra hotspots. UCF -metoden övervinner detta problem genom att erbjuda ett system som kan anpassas till maskinvarubehov så att det enda vatten som appliceras är den mängd som behövs och på rätt plats.

Tekniken behövs eftersom enhetstemperaturer överstiger ett tröskelvärde, till exempel, 194 grader Fahrenheit, enhetens prestanda minskar, Säger rabbin.

"Av denna anledning, vi behöver bättre kylteknik på plats för att hålla enhetstemperaturen väl inom högsta temperatur för optimal drift, "säger han." Vi tror att denna studie kommer att ge ingenjörer, forskare och forskare en unik förståelse för att utveckla framtida generations flytande kylsystem. "