Вести с полей

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Тема не касается ардуины, просто, может кому интересно, что вообще в мире происходит.

Итак, я тут уже не раз писал об охлаждении электроники жидкостью различными способами: через трубки, через охлаждающие поверхности и «полным погружением» плат в хладагент.

Пришла пора сделать следующий шаг – использовать для охлаждения фазовый переход. Всем известно, что во время фазового перехода тепло утилизируется наилучшим теоретически достижимым – оптимальным образом. Например, после того, как вода в кастрюле закипела, её температура уже не изменяется (если за давлением следить) и будет оставаться неизменной пока вся вода не выкипит.

Вот и возникла идея охлаждать платы кипящим хладагентом. Это позволит не только отвести всё лишнее тепло, но и, заодно, термостатировать процесс, т.е. добиться, чтобы электроника работала при постоянной температуре окружающей среды.

Работа проводилась в рамках темы по созданию вычислителя, работающего в системе счисления с перекрытием, который позволяет производить вычисления произвольной (если надо, то 1024-битной и больше) контролируемой точности без каких-либо переносов разрядов, что важно, поскольку позволяет вычислять разряды результата параллельно.

Для первых экспериментов, чтобы не рисковать дорогой электроникой, была изготовлена «печка» их стоваттных резисторов, размером примерно с будущую электронную приблуду.

Её грели ЛАТРом и охлаждали, добиваясь кипения хладагента на поверхности резисторов. Это, в частности, позволило оценить условия возникновения кипения и максимально возможные тепловую мощность, которую может отвести такая установка (такого размера и т.д.).

Затем приступили к экспериментам с собственно вычислителем, вернее его моделью, сделанной на ПЛИС.

Таким образом в конструкции было две горячие микросхемы – процессор общего назначения и ПЛИС на которой моделировался спец. вычислитель. Никаких радиаторов не было вовсе – микросхемы охлаждались непосредственно жидкостью.

 

 

На фото плохо виден собственно процесс кипения – его можно хорошо разглядеть на видео – прямо видно образование пузырьков, особенно если скачать видео локально, а то по сети он у меня подтормаживает. Также, есть ещё несколько фото вот здесь, может там лучше.

В целом эксперимент прошёл удачно, хотя граблей было много. Достаточно сказать, что при первом запуске установка просто «взорвалась».

Когда такая система охлаждения будет доведена до серийных изделий сказать трудно. Когда делали погружное (без фазового перехода) охлаждение, процесс от первых удачных экспериментов до первых поставок вычислительных установок заказчикам занял чуть более полутора лет (в которые вошла и сертификация).

Ну, вот такая вот разработка. Кому любопытно, спрашивайте, постараюсь ответить, если смогу.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

при кипении жидкости на поверхности схем не будет кавитационных эффектов?

Что за хладагент? Коммерческая тайна? Думаю главная проблема подобной системы - это возможный ущерб экологии от утечек хладагента , поэтому данные системы вряд ли скоро (если вообще когда-нибудь) станут массоввыми

rkit
Онлайн
Зарегистрирован: 23.11.2016

ЕвгенийП пишет:

Пришла пора сделать следующий шаг – использовать для охлаждения фазовый переход.

Это называется тепловой трубкой, и есть почти в любом современном телефоне, компьютере, ноутбуке.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

b707 пишет:

при кипении жидкости на поверхности схем не будет кавитационных эффектов?

А куда ж им деваться. С этим боролись :-)

b707 пишет:

Что за хладагент?

Перфторэтилизопропилкетон

b707 пишет:

Коммерческая тайна?

Это открытая разработка. Все отчёты открыто же публикуются.

b707 пишет:

возможный ущерб экологии от утечек хладагента

Ну, во-первых, он не так уж и страшен. Его, например, для пожаротушения используют (т.е. ещё один его плюс по сравнению с трансформаторным маслом, которое горит за милую душу).

По уму контейнер герметично закрыт. Хотя, одна контора умудрилась поставить систему (без кипения, но погружную) серьёзному заказчику во-первых, открытую, а во-вторых недостаточной высоты (жидкость сильно расширяется при нагревании). В результате была картина маслом - огромный зал с вычислительными шкафами, весь уставлен тазиками возле каждого шкафа :-) Бывает, на то они и новые технологии.

b707 пишет:

вряд ли скоро (если вообще когда-нибудь) станут массовыми

Ну, погружные системы без кипения уже производятся серийно в т.ч. и в России (более того, в России они начали производиться первыми). Основные заказчики - военные, МЧС, геологи. Эту ведь хреновину можно где угодно ставить, практически при любых внешних условиях. Есть пример (не в России, правда) большого гражданского датацентра с погружным охлаждением.

Тут ведь вся суть в огромной экономии электроэнергии. Например, в данной экспериментальной установке удалось получить производительность 10,49 ГФлопс/Ватт. Можете посмотреть рекордные установки в списке Green-500 и убедиться, что результат может и не рекорд, но, безусловно, топовый! А ведь это на ПЛИС и на очень маленькой установке (затраты на теплоотвод с ростом мощности вычислителя растут нелинейно и более мощные установки обычно более экономичные в пересчёте на ватт).

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

rkit пишет:

Это называется тепловой трубкой, и есть почти в любом современном телефоне, компьютере, ноутбуке.

Смотрим на картинки и показываем там хоть одну тепловую трубку. А если не можем показать - затыкаемся.

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

ЕвгенийП пишет:

Смотрим на картинки и показываем там хоть одну тепловую трубку. А если не можем показать - затыкаемся.

Он имел ввиду, что в тепловых трубках тоже используется фазовый переход. 

Дак он даже в старых реакторах использовался. В первичном контуре охлаждения по трубкам бегал сплав калия с натрием. 

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Сегодня пробежался одним глазом по статье на Хабре, которая затрагивает мультиядерные МК. Автор привел иллюстративный код: "запускаем блинк на одном ядре, запускаем блинк на другом ядре..."

Теперь я знаю, как будут охлаждаться новогодние ёлки ))

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

DetSimen пишет:

Он имел ввиду, что в тепловых трубках тоже используется фазовый переход. 

Я понял. Фазовый переход также используется в любом холодильнике и кондиционере, и что? Сюда-то это зачем было тащить? Показать свою умность и засрать тему? Нефиг. Чуть позже потру нафиг.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

DetSimen пишет:

ЕвгенийП пишет:

Смотрим на картинки и показываем там хоть одну тепловую трубку. А если не можем показать - затыкаемся.

Он имел ввиду, что в тепловых трубках тоже используется фазовый переход. 

Дак он даже в старых реакторах использовался. В первичном контуре охлаждения по трубкам бегал сплав калия с натрием. 

видимо выходной клапан ДВС с натрием это оно?

kolyn
Offline
Зарегистрирован: 18.01.2019

ЕвгенийП пишет:

Вот и возникла идея охлаждать платы кипящим хладагентом. Это позволит не только отвести всё лишнее тепло, но и, заодно, термостатировать процесс, т.е. добиться, чтобы электроника работала при постоянной температуре окружающей среды.

Занимался монотонным физическим трудом и размышлял над этой идеей.

Мое мнение - недостатков у этой схемы больше, чем достоинств по сравнению с жидкостной.

1. Физику не обманешь - сколько тепла выделилось, столько и необходимо утилизировать. Что от перехода жидкость - воздух(вода), что от  перехода газ - газожидкостная смесь - воздух (вода). Но при прочих равных (а именно температурах теплоносителя и окр. среды) теплообменник  второго типа должен быть больше . На сколько - нужно считать, но это в разы...

2.Система должна быть герметична. Да еше и работать под давлением.Пусть небольшим, но тем не менее. А это еще тот геморрой.

3. Насчет термостатирования. Проблема с давлением. Растет давление - растет температура кипения. Как его снизить, при чем быстро? Либо быстро увеличить теплоотвод, что невозможно, либо строить некий "расширительный бачок", что также непростая задача.

Это те проблемы, которые я увидел "навскидку". А когда начнутся ОКР?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Всё не так просто, уж поверьте. Мы занимаемся этим более 10 лет. Мы делали "СКИФ-Аврора ЮУрГУ" - первый в мире суперкомпьютер, полностью охлаждаемый жидкостью (если прочитаете, что первым был айбиэмоский "Аквазар" - прежде, чем поверить, сравните даты запуска - мы были на три дня раньше, просто они значительно громче раструбились). То была система на "кул-плейтах". Первые погружные системы в России собирались на том же столе, что на фото в первом посте и выглядели также. Это сейчас они серийно производится, а я видел как они рождались в виде самоделок типа тех, что мы тут на ардуинах делаем. Сколько было граблей, уму непостижимо. Например, очевидная сегодня идея использовать для охлаждения в кул-плейтах горячую, а не холодную воду стоила нам двух сгоревших авроровских материнок стоимостью в $20K за штуку и кучи другого добра. Да даже этот вот образец при первом запуске - его ж на куски разорвало (Вы там не зря про давление пишете :-)).

В общем, это я к тому, что уж поверьте, мы думали об этом много и далеко не только во время монотонного физического труда.

Теперь по Вашим замечаниям

kolyn пишет:

недостатков у этой схемы больше, чем достоинств по сравнению с жидкостной.

Не понял о какой жидкостной речь? Погружная? Кулплейты? Трубки? Если погружная, то они на самом деле не так уж и отличаются. Главный недостаток, что эта чуть сложнее, но она даёт лучший PUE. Ненамного, но лучше. Значит, немного больше плотность упаковки и немного меньше расход электричества. Для маленьких средних компьютеров (относительно, конечно) - это копейки и они не стоят того, чтобы заморачиваться, а вот для топовых машин, с миллионами ядер, эти копейки экономии складываются в те ещё рубли. Т.е. у этой штуки своеобразная область применения - топовые машины. Там она эффективнее, чем просто погружная.

kolyn пишет:

Но при прочих равных ... теплообменник  второго типа должен быть больше .

А в теплообменнике она не кипит. Она поступает туда из конденсатора. Так что теплообменники точно такие же. Какие именно - зависит от количества тепла, которое нужно отвести - от никаких (до определённого предела вообще ничего не нужно), до больших градирен - но одинаковые и там, и здесь.

kolyn пишет:

2.Система должна быть герметична. Да еше и работать под давлением.

Опять же здесь довольно мало отличий от погружных систем. Я Вам больше скажу, там ещё и процедура запуска нетривиальная. Пары хладагента тяжелее воздуха, поэтому при начальном запуске, если ничего не делать, они будут подпирать воздух снизу, сжимать его, но так и не смогут добраться до конденсатора, который наверху. Поэтому сначала нужно стравливать давление до тех пор, пока в конденсаторе не начнётся процесс конденсации. Тогда уже можно считать, что воздуха не осталось и закрывать клапан (разумеется на дежурстве этот клапан остаётся). Но, большинство проблем давно отработаны на погружных и геморроя уже нет. 

kolyn пишет:

Растет давление - растет температура кипения. Как его снизить, при чем быстро?

Всё искусство построения системы управления такой штукой заключается в том, чтобы добиться стабилизации давления при некоторой температуре. Достигается это адекватным прокачиванием жидкости через внешний контур и отбора тепла там. В общем, это самое сложное здесь, но давление в процессе работы стабильно. Это мы экспериментально подтвердили. Не сразу, конечно.

kolyn пишет:

Это те проблемы, которые я увидел "навскидку". 

Поверьте, я вижу больше проблем :-)

kolyn пишет:

А когда начнутся ОКР?

Не знаю. Когда делали погружное - серьёзно вкладывались бизнес-пипл. Там собственно вся разработка была за частные деньги. Про кипящее они говорят типа "Мы топовых машин не строим, а для обычных и погружного за глаза. Оно, конечно, интересно, но вбухать туда миллионы, а потом ни разу не получить заказов на такую машину ...". В общем, тех денег сейчас нет, а из бюджета еле-еле на НИР сумели выбить и то по минимуму. Сумеем ли на ОКР (а это много больше, как Вы понимаете) - время покажет.

rkit
Онлайн
Зарегистрирован: 23.11.2016

ЕвгенийП пишет:

Смотрим на картинки и показываем там хоть одну тепловую трубку. А если не можем показать - затыкаемся.

Вот она. Только очень большая и не в форме трубки.

ЕвгенийП пишет:

 Сюда-то это зачем было тащить? Показать свою умность и засрать тему? Нефиг. Чуть позже потру нафиг.

Затем что всё уже давно изобретено и даже вышло в ширпотреб. Для тех, кому "интересно, что в мире происходит".

 

 

И вот еще https://www.anandtech.com/show/15166/two-phase-immersion-liquid-cooling-at-supercomputing-2019

А вот жидкость в свободной продаже https://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=2011248351

kolyn
Offline
Зарегистрирован: 18.01.2019

 

ЕвгенийП пишет:

Не понял о какой жидкостной речь? Погружная? Кулплейты? Трубки? 

Естественно о погружной.

ЕвгенийП пишет:

Если погружная, то они на самом деле не так уж и отличаются

Отличаются кардинально - первая - открытая, вторая - герметично закрыта, да и работает под давлением.

ЕвгенийП пишет:

А в теплообменнике она не кипит. Она поступает туда из конденсатора

Тут проблеме терминологии. Конденсор ведь тот же теплообменник.

ЕвгенийП пишет:

Всё искусство построения системы управления такой штукой заключается в том, чтобы добиться стабилизации давления при некоторой температуре

Это я прекрасно понимаю.

Вы добиваетесь некоего равновесного состояния. А ОС вводите, например, по потребляемой мощности.

Однако идеального поведения системы добиться невозможно. Слишком много случайного. А у вашего хладогента зависимость темп. кипения от давления, если я правильно понял о чем речь, очень сильная. Поэтому и температура кипения будет прыгать. В погружной стабильности добиться много проще.

ЕвгенийП пишет:

Вам больше скажу, там ещё и процедура запуска нетривиальная

По хорошему систему перед заполнением нужно бы вакуумировать, но в вашем случае это невозможно, к сожалению:(

И еще: провода, провода, проводочки... Проходные изоляторы, работающие под давлением - они уже существуют? Если да - проще.

Высокий коэф. теплопередачи это плюс, конечно жирнючий, и действительно для некоторых применений может выстелить. В любом случае хочу пожелать Вам успехов и везения,оно (везение) в таких делах лишним не бывает;)

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

rkit пишет:
Затем что всё уже давно изобретено и даже вышло в ширпотреб. Для тех, кому "интересно, что в мире происходит".

И вот еще https://www.anandtech.com/show/15166/two-phase-immersion-liquid-cooling-at-supercomputing-2019

А вот жидкость в свободной продаже https://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=2011248351

Вы совсем не поняли о чём речь, в чём новизна и чем отличается от Ваших ссылок. А такие фотки и видео, как там от 2019, я Вам могу и от 2016 показать - не проблема. И наши и зарубежные.

Если бы Вы спросили нормально, я бы объяснил, как объяснял kolyn, но Вы решили наехать ... Ваше право, значит, только метод Овечкина, если Вы знаете что это такое (впрочем, если не знаете - тоже).

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

kolyn пишет:

Отличаются кардинально - первая - открытая, вторая - герметично закрыта

Нет. Обе герметично закрыты. Открытая - очень плохо по целому ряду причин, даже если теоретически и возможно.

kolyn пишет:

Конденсор ведь тот же теплообменник.

В погружной его нет вовсе.

kolyn пишет:

В погружной стабильности добиться много проще.

Ну, может быть, только пока ещё никому не удалось. Там огромная заморочка - отвести горячую жидкость от горячих микросхем. За счёт естественной конвекции она не очень-то, а прокачивать - сразу вся экономия нафиг - за что боролись?

kolyn пишет:

провода, провода, проводочки... Проходные изоляторы, работающие под давлением - они уже существуют? 

Вот этого не понял.

kolyn
Offline
Зарегистрирован: 18.01.2019

ЕвгенийП пишет:

Вот этого не понял.

Я имел в виду проблему герметизации различных разъемов, оптики и т.д. С этим нет поблем?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

kolyn пишет:

Я имел в виду проблему герметизации различных разъемов, оптики и т.д. С этим нет поблем?

Нет. Они выводятся наружу и когда узел вставляется в шкаф к ним просто присоединяется то, что нужно.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

ЕвгенийП пишет:

kolyn пишет:

Я имел в виду проблему герметизации различных разъемов, оптики и т.д. С этим нет поблем?

Нет. Они выводятся наружу и когда узел вставляется в шкаф к ним просто присоединяется то, что нужно.

он как раз и спрашивал о выводе наружу, в МКС проблема вывода антенного кабеля наружу решена объединением и разделением сигналов сплиттерами, то-есть один ВЧ переход используется многими приёмопередатчиками, но там и давление всего одна атмосфера

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

Интересная тема. В своё время я занимался космическими ядерными реакторами. Так самая больщая проблема в космосе - это отвести тепло. Ведь холода не существует - есть только отсутствие тепла. Поэтому чем выше температура, тем выше вынос тепла с квантами, но есть ограничения - материал начинает плавится... Фазовый переход, теплообменник - все интересно, когла радиатор обдувается воздухом или обтекается водой. А когда вокруг ваакум (ну почти), то все намного сложнее. Короче - если есть куда сбросить тепло, то методов много, а если нет - то шопа...

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

А как там вообще можно тепло отводить? Только излучением?

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

ЕвгенийП пишет:

А как там вообще можно тепло отводить? Только излучением?

Именно так. Поэтому повышали температуру насколько можно. Использовали термостойкие материалы. И все равно наши космические ядерные реакторы были лучшими, но Курчатовский институт продал всю программу США. За копейки. Они (США) пошли тупиковым путем и уперлись в порог.

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

Наша идея была простая, как радиолампа. Если разогреть сердечник, то в ваакуме он будет излучать заряженные частицы, создавая тем ток. 

У американцев была тоже простая идея как солнечная батарея. Если бомбить полупроводник заряженными частицами, то там будет образовываться напряжение. Но они уперлись во-первых в температуру (полупроводник к ней более чувствителен, чем лампа), а во-вторых в количество "дырок". Оно более ограничено, чем количество заряженных частиц.

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

По мне космическая ядерная батарейка нужна для распила бюджета. Если ее использовать для космической станции, так там точно есть атмосфера. А если в глубоком космосе, то это просто источник тепла, что бы отправленный туда девайс не остыл в конец.

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

qwone пишет:

По мне космическая ядерная батарейка нужна для распила бюджета. Если ее использовать для космической станции, так там точно есть атмосфера. А если в глубоком космосе, то это просто источник тепла, что бы отправленный туда девайс не остыл в конец.

Ну да - сейчас мы мыслим только в границах третьей планеты. А раньше думали шире. Намного.

Типа - "А что будет, если энергии Солнца в данной точке пространства не хватит на поддержания питания контроллеров ракеты с условно - ядерным боеприпасом"?

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Какова все же сила воли случая: устаревшая технология и мышление оказались более подходящими. А вот более прогрессивная и лучше работающая в локальных земных условиях - факапнулась.

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

ЕвгенийП пишет:

А как там вообще можно тепло отводить? Только излучением?

Конечно размещать полупроводниковый кристалл на теплообменных трубках/поверхностях. Но это технология не для бедных стран.

mykaida пишет:
Типа - "А что будет, если энергии Солнца в данной точке пространства не хватит на поддержания питания контроллеров ракеты с условно - ядерным боеприпасом"?
Любое тело отправленное в глубокий космос прежде всего начнет остывать и именно излучением. Так что не об электрическом питании надо думать, а обогреве. Альтернатива- электроника построенная на супер-низких температурах. Но в ту технологию надо вливать и вливать денег. Попробуйте создать на Земле ваккуум при асбсолютном нуле.

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

sadman41 пишет:
Какова все же сила воли случая: устаревшая технология и мышление оказались более подходящими. А вот более прогрессивная и лучше работающая в локальных земных условиях - факапнулась.

Так и греки говорили, что всё можно познать разумом. Без экспериментов. Обломались.

То, что работает на земле, не работает в космосе. И тут есть несколько причин - гравитация (её отсутствие), ваакум, отсутствие ионного барьера, и т.д. вплоть до "тёмной энергии".... Вам страшно?

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

qwone пишет:

ЕвгенийП пишет:

А как там вообще можно тепло отводить? Только излучением?

Конечно размещать полупроводниковый кристалл на теплообменных трубках/поверхностях. Но это технология не для бедных стран.

mykaida пишет:
Типа - "А что будет, если энергии Солнца в данной точке пространства не хватит на поддержания питания контроллеров ракеты с условно - ядерным боеприпасом"?
Любое тело отправленное в глубокий космос прежде всего начнет остывать и именно излучением. Так что не об электрическом питании надо думать, а обогреве. Альтернатива- электроника построенная на супер-низких температурах. Но в ту технологию надо вливать и вливать денег. Попробуйте создать на Земле ваккуум при асбсолютном нуле.

Идиот - полупроводник не надо греть! В космосе совсем не абсолютный ноль

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

mykaida пишет:
Идиот - полупроводник не надо греть! В космосе совсем не абсолютный ноль

В космосе если внутри не идет атомная реакция или не освещается любое твердое тело охлаждается и излучением и испарением молекул с поверхности. Вот по этой причине электроника не живет долго и ее надо изнутри подогревать. По этому да не абсолютный ноль, но не думаю что вас спасет пара градусов выше абсолютного нуля.

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

qwone пишет:

Вот по этой причине электроника не живет долго и ее надо изнутри подогревать. По этому да не абсолютный ноль, но не думаю что вас спасет пара градусов выше абсолютного нуля.

Вот по этой причине в космосе электронику и упрятывают в свинцовые боксы. Которой надо энергии и отведения тепла. Как-то так. Но вопросы интересные и правильные!

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

mykaida пишет:

То, что работает на земле, не работает в космосе. И тут есть несколько причин - гравитация (её отсутствие), ваакум, отсутствие ионного барьера, и т.д. вплоть до "тёмной энергии".... Вам страшно?


Не страшно. Удивительно. Лампы в космосе лучше транзисторов, но паровозы - хуже ракет.

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

НСКФ-2020 Предельные возможности систем охлаждения высокопроизводительных ВК с фазовым переходом  https://www.youtube.com/watch?v=mMJEEHjImcQ

Вот только не пойму почему в погружных системах не видно система принудительной циркуляции. Даже в кипящей системе принудительная циркуляция должна сбывать пузырьки кипения.

Опять же охлаждение с помощью кавитации(пусть и тепловой) это звучит бредово. https://www.youtube.com/watch?v=rqPXTcbM2go

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

qwone пишет:

Вот только не пойму почему в погружных системах не видно система принудительной циркуляции. 

Что Вы понимаете под "принудительной циркуляцией"? Если движение жидкости внутри бака, то она происходит за счёт конвекции, а если прогон через теплообменник с отдачей тепла во внешний контур, то в маленьких (до скольких-то, не помню, кВт) системах не нужно, а в больших - есть. В совсем больших, так там есть и внешний контур, который на улицу выходит.

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

Если начать нагревать кастрюлю с водой, то возникнет внутри жидкости движение слоев. Это есть конвекция. И вроде бы считается что с пузырьками конвекция происходит быстрее. Но это скорее всего заблуждение.  Образование пузырька с паром идет с большой затратой энергии на смену фазы жидкость-газ. Но вот дальше все идет в минус. До того как пузырек оторвется в зоне контакта будет локальное повышение температуры, так как отбор тепла там ниже.Газ уже есть и дальше отбор тепла ниже. Движение пузырька к поверхности тоже медленнее, так как у жидкости есть вязкость. И точно такой же объект но из жидкости поднимался быстрее. Да и масса такого объекта была выше. Так что здесь может оказаться что конвекция с помощью пузырька хуже, чем с помощью жидкости. И наконец, лопанье пузырька на поверхности создает волну гидроудара, что вредно для других объектов в воде.

  На все эти факторы можно забить если это вода в чайнике.Но в случае микроэлектроники, где нужна компактная система охлаждения,на такой метод можно поставить крест. Вот что меня удивляет, что почему в проекте не пошли методом принудительной конвекции. Эта система более компактная, хотя и требует неких затрат. В компьютерах это организована в виде вентиляторов и воздуха. А для этого просто насос ,плоский коллектор и форсунки. 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

qwone пишет:
почему в проекте не пошли методом принудительной конвекции.

Потому, что это

qwone пишет:
требует неких затрат.

Возле микросхем жидкость кипит в любой погружной системе, в т.ч. и не основанной на фазовом переходе - просто иммерсионной. Именно такие не разобравшись предъявлял тут rkit, доказывая, что всё это уже было. Поэтому, всё сказанное об образовании пузырька верно и для них.

qwone пишет:
на такой метод можно поставить крест.

Можете поставить крест или забить на него чего-нибудь, только иммерсионные системы работают на огромных установках и показывают рекордную энергоэффективность и им пофигу кто и что на них ставит :-)

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

qwone пишет:

Если начать нагревать кастрюлю с водой, то возникнет внутри жидкости движение слоев. Это есть конвекция. И вроде бы считается что с пузырьками конвекция происходит быстрее. Но это скорее всего заблуждение.  ...Движение пузырька к поверхности тоже медленнее, так как у жидкости есть вязкость. И точно такой же объект но из жидкости поднимался быстрее.

Вязкость - понятно - сопротивление движению. А за счет чего происходит само движение?