Arduino.ru

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

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

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

Перфторэтилизопропилкетон

Это открытая разработка. Все отчёты открыто же публикуются.

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.

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).

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. 

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 ))

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.

видимо выходной клапан ДВС с натрием это оно?

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?

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

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.

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.

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. 

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.

Поверьте, я вижу больше проблем :-)

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.

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

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

 

Естественно о погружной.

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

Тут проблеме терминологии. Конденсор ведь тот же теплообменник.

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.

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;)

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).

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

В погружной его нет вовсе.

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?

Вот этого не понял.

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

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...

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.

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.

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"?

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.

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

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.

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?

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.

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!

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

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

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.

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. 

Потому, что это

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.

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 :-)

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