Study and design of an immersion-cooling system for a computer using numerical and experimental analysis

Elektronik sistemlerin soğutulması daha düzgün yapılırsa bilgisayar sistemleri elektriği daha verimli kullanabilir. Bilgisayar ve diğer bazı elektronik cihazlar, termal olarak iletken bir sıvıya veya soğutucuya daldırılarak daldırmalı soğutma yoluyla soğutulabilir. Bu çalışmada, tek fazlı bir daldırılmış soğutma sistemi için benzersiz bir zorlamalı akışlı ve ısı alıcılı soğutma sistemi ve tekniği sunulmaktadır. CPU yüzeyi düz kanatlı bir ısı emici ile kaplanmıştır ve anakartın tamamı 3M Novec 7100'e batırılmıştır; daldırmalı soğutma kullanılırken ısıyı dağıtabilen tasarlanmış bir sıvı kullanılır. ANSYS Multiphysics programı kullanılarak oluşturulan bir simülasyon modeli deneysel bir testle doğrulanır. Tek fazlı bir daldırılmış soğutma sisteminin soğutulmasının sonuçlarını araştırmak için, üç sıvı soğutucu dolaşım hızı ve iki farklı soğutucu malzeme kullanılmıştır. Kesitsel bir görünüm ve ardından 3 boyutlu izotermal yüzey modeli kullanılarak, modelin seçilen ısı dağılımı, farklı sıvı soğutucular ve malzeme akış hızlarıyla incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, sıvı soğutucunun daha hızlı hareket etmesi durumunda daha soğuk bir CPU'nun daha düşük bir sıcaklıkta çalışacağını göstermektedir. Ancak sirkülasyon hızının yavaş olması nedeniyle soğutucu akışı engellendi. Ek olarak, ısının eşit olmayan dağılımına ve daha yüksek sıcaklık seviyelerine de katkıda bulundu. En yüksek sıcaklık kaydedildi ve modelin ısı iletiminin dengesiz olduğu tespit edildi. Sonuçların soğutucunun malzemesinden önemli ölçüde etkilenmediğine dikkat edilmelidir. Sistem tasarımcısı, sonuçları güç yoğunluğunu artırmak ve ilgili bilgisayarın ve elektronik cihazların güvenli çalışmasını sağlamak için kullanabilir.