ANALISI SPERIMENTALE DELLE PRESTAZIONI IDRAULICHE E TERMICHE DI ALCUNE GEOMETRIE DI SCAMBIO TERMICO IMPIEGATE NEI COLD PLATES DI COOLTECH SRL

Gli ultimi decenni hanno visto un rapido incremento in termini di densità  di potenza nei dispositivi elettronici. Lo sviluppo tecnologico dei dispositivi a semiconduttore e la continua tendenza a ridurne gli ingombri ha portato a un drastico innalzamento dei problemi termici. Se da un lato queste apparecchiature hanno permesso di raggiungere traguardi tecnologici notevoli, dall'altro hanno complicato in modo significativo i sistemi da raffreddare. La temperatura del dispositivo, infatti, non ha solo il potere di alterarne il comportamento, ma anche quello di ridurne notevolmente la vita utile e l'affidabilità ; di qui la necessità  di sviluppare sistemi di raffreddamento sempre pi๠performanti ed efficaci. I tradizionali metodi di raffreddamento ad aria, date le crescenti potenze da dissipare e le ridotte disponibilità  di spazio, si sono dimostrati limitati e insufficienti. Si sono quindi diffuse nuove soluzioni basate sull'utilizzo di dissipatori a refrigeranti liquidi. Il raffreddamento a liquido si ਠdimostrato infatti una soluzione molto efficace nell'eliminazione del calore sfruttando l'alta capacità  termica e l'elevata densità  del mezzo di raffreddamento, la possibilità  di ridurre gli ingombri e la flessibilità  progettuale. Cooltech ha sviluppato da anni una serie di soluzioni tecniche avanzate per sistemi di gestione termica customizzati, come la produzione di piatti refrigerati (Liquid Cold Plate), macchine termiche e unità  di raffreddamento a liquido. L'obiettivo di Cooltech ਠquello di progettare e fornire, a seconda delle necessità  del cliente, la migliore soluzione termica possibile in termini di tecnica ed economicità . I Cold Plate sono la tecnologia che consente il pi๠alto livello di performance di dissipazione, di personalizzazione e adattabilità  alle pi๠svariate esigenze di raffreddamento. I materiali utilizzati e la capacità  di localizzare il raffreddamento permettono di progettare soluzioni sempre pi๠performanti. Cooltech ha adottato due differenti tecnologie produttive per Cold Plate: la brasatura in vuoto e la Friction Stir Welding (FSW); ognuna caratterizzata da peculiarità  costruttive differenti, e capaci, grazie alla loro flessibilità , di adattarsi alle esigenze dei vari progetti. Lo scopo che si prefigge questa tesi ਠl'analisi sperimentale di alcune tecnologie di scambio termico impiegate all'interno dei Cold Plate Cooltech. In particolare si sono individuate alcune geometrie complesse di interfaccia (superfici estese) con il fluido da caratterizzare e confrontare sia a livello di performance idrauliche che termiche. Questo lavoro si ਠposto come obiettivo l'elaborazione di un metodo sperimentale efficace per valutare tali geometrie, in grado di affrontare e risolvere i problemi tecnici incontrati sul campo fornendo risultati significativi per un confronto prestazionale delle varie alternative esaminate. Il lavoro di ricerca si ਠarticolato nelle seguenti fasi: †¢ Analisi del contesto industriale di interesse nel quale si inserisce la “mission” di Cooltech; †¢ Valutazione delle basi teoriche e dei principi di funzionamento delle varie tecnologie esaminate; †¢ Presentazione delle condizioni iniziali nelle quali il progetto ha avuto il via, delineando il piano sperimentale adottato per l'analisi, descrivendo il materiale a disposizione, analizzando le modalità  operative di acquisizione dei dati, presentando le prove condotte e gli strumenti utilizzati; †¢ Rielaborazione dei risultati ottenuti e trasposizione grafica come strumento comparativo delle varie tecnologie analizzate (Offset Strip Fins; Diamond Pin Fins); †¢ Conclusioni finali con commento dei risultati ottenuti e riflessioni sui possibili sviluppi futuri.