SEM-Bild von Aluminiumoxid-Nanopartikeln mit freundlicher Genehmigung des Olin College of Engineering

Die Forschung nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Leistung von Kühlplatten und Wärmetauschern im Umgang mit einer steigenden Verlustleistungsdichte für elektronische Kühlanlagen wird fortgesetzt. Dr. Jessica Townsend, Assistenzprofessorin für Maschinenbau am Franklin W. Olin College of Engineering, hat kürzlich mit ihrer Kollegin Dr. Rebecca J. Christianson, Assistenzprofessorin für Angewandte Physik, eine Arbeit zu Nanofluiden veröffentlicht. Die Arbeit „Nanofluid Properties and Their Effects on Convective Heat Transfer in an Electronics Cooling Application“ (Nanofluid-Eigenschaften und ihre Auswirkungen auf die konvektive Wärmeübertragung in einer elektronischen Kühlungsanwendung) weist einige vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf die Nutzung von Nanofluiden für die Flüssigkeitskühlung auf.

Ein Ergebnis der Forschungsarbeit von Dr. Townsend und Dr. Christianson ist eine zusätzliche Reduzierung der Chip-Temperatur um bis zu 8°C, wenn ein Nanofluid aus Aluminiumoxid in Wasser mit einem Volumenanteil von einem Prozent als Kühlmittel in einem Flüssigkeitskühlsystem anstelle von deionisiertem Wasser verwendet wird. Aluminiumoxid in Wasser mit einem Volumenanteil von zwei und fünf Prozent wurde auch untersucht, führte jedoch zu einer viel geringeren Reduzierung der Sperrschichttemperatur.

Dr. Townsend und Dr. Christianson haben die Durchführung weiterer experimenteller Studien geplant, um zu untersuchen, ob sich die Nanofluid-Wärmeleitung anomal bei ansteigender Temperatur erhöht und ob die Nanopartikelgröße dabei ein Faktor ist. Dadurch könnte sich die Möglichkeit ergeben, Nanofluide für mehr Leistungseffizienz in bestimmten Temperaturbereichen anpassen zu können.

Die folgenden Arbeiten wurden uns von Dr. Townsend empfohlen, um mehr über Nanofluide zu erfahren:

 Townsend, J, Christianson, R. J., 2009, „Nanofluid Properties and Their Effects on Convective Heat Transfer in an Electronics Cooling Application“, Journal of Thermal Science and Engineering Applications, Transactions of the ASME, Vol. 1 / 031006-1.

Faulkner, D. J., Rector, D. R., Davidson, J. J., Shekarriz, R., 2004, „Enhanced Heat Transfer Through the Use of Nanofluids in Forced Convection“, Proceedings of the 2004 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Seiten 219-224.

Lee, J., Mudawar, I., 2007, „Assessment of the Effectiveness of Nanofluids for Single-Phase and Two-Phase Heat Transfer in Micro-Channels“, International Journal of Heat and Mass Transfer, 50(3-4), Seiten 452-463.

Chein, R., Chuang, J., 2007, „Experimental Microchannel Heat Sink Performance Studies Using Nanofluids“, International Journal of Thermal Sciences, 46(1), Seiten 57-66.

Valencia, G. E., Ramos, M. A., Bula, A. J., 2007, „Experimental Evaluation of the Convective Heat Transfer Coefficients in a Nanofluid-Cooled Milli Channels Heat Sink“, Proceedings of the 2007 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Seiten 31-37.