Tutkimus ja koulutus | 20.8.2018

Elektroniikan jäähdytystä voidaan parantaa

Elektroniikan komponenttien ylikuumentuminen rikkoo laitteita. Kaj Lampion väitöskirjassaan esittelemän menetelmän avulla voidaan saavuttaa huomattavia säästöjä, kun komponenttien jäähdytykseen käytettävien rivastojen koko pienenee ja rakenne kevenee.

Chip

Jäähdytystä tarvitsevia sähköisiä komponentteja on useimmissa laitteissa. Komponenttien lämmöntuotto on kasvanut suhteessa niiden kokoon, jolloin niiden lämpeneminen asettaa haasteita laitteiden suunnittelulle. Ylikuumentuvat komponentit rikkoutuvat, ellei lämpöä saada poistettua asianmukaisesti.

– Lämpötehon tiheyden kasvu on käytännössä pakottanut ottamaan käyttöön jäähdytyspinta-alaa kasvattavat rivastot. Rivastoissa, joiden pohjalevylle komponentit kiinnitetään, on useita levymäisiä tai puikkomaisia ripoja, jotka kasvattavat virtaukseen koskettavaa pinta-alaa huomattavasti verrattuna komponenttien omaan pinta-alaan. Pienet tehotiheydet voidaan jäähdyttää passiivisesti, jolloin virtaus kulkee rivastossa painovoimaisesti. Suuremmat tehotiheydet vaativat pakotetun virtauksen, jossa puhaltimella tai pumpulla tuotetaan jäähdytyksessä tarvittava virtaus. Kaikista suurimpien tehotiheyksien tapauksessa joudutaan turvautumaan nestejäähdytykseen, Tampereen teknillisessä yliopistossa energiatekniikan alalta väittelevä Kaj Lampiokertoo.

Jäähdytyksessä käytetyt rivastot pyritään tekemään mahdollisimman kevyiksi ja kooltaan pieniksi. Tällaisen rakenteen suunnittelu on haastavaa, koska siinä joudutaan määrittämään samanaikaisesti useita geometrisia mittoja, jotka yhteisvaikuttavat monimutkaisesti laitteen lämmönsiirtoon. Tämän lisäksi on vielä määritettävä sijainti jokaiselle komponentille rivaston pohjalevyllä. Kaj Lampio kehitti väitöstutkimuksessaan uuden tavan jäähdytysrivastojen rakenteiden optimoinnille. Siinä yhdistyvät monitavoitteinen optimointi ja rakenteen lämmönsiirron nopea laskentamalli. Laskentamallissa on yhdistetty analyyttisia ja numeerisia laskentamenetelmiä. Verrattuna perinteisiin ratkaisumenetelmiin (esimerkiksi CFD), tämä uusi laskentamalli vähentää rakenteen lämmönsiirron ja virtauksien laskentaan tarvittavaa aikaa tunneista sekunteihin.

– Tyypillisessä optimointitapauksessa lasketaan satoja erilaisia rakenteita, jolloin uudella laskentamallilla saadaan vähennettyä optimointiin tarvittavaa aikaa useista päivistä tai viikoista muutamaan tuntiin. Tämä mahdollistaa optimoinnin jokaiselle uudelle komponenttijoukolle erikseen. Optimoinnin avulla saadaan vähennettyä jäähdytyksessä käytetyn rivaston painoa ja kokoa jopa kymmeniä prosentteja, Lampio kertoo.

– Jäähdytysrivastoja valmistavan teollisuuden liikevaihto on suuruusluokassa kymmenen miljardia euroa. Uudella laskentamallilla pystyttäisiin siis saavuttamaan huomattavia säästöjä.

Väitöstilaisuus perjantaina 24.8.2018

Diplomi-insinööri Kaj Lampion väitöskirja Optimization of Fin Arrays Cooled by Forced or Natural Convection tarkastetaan julkisesti Tampereen teknillisen yliopiston teknis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa perjantaina 24.8.2018 klo 12 alkaen Festian Pieni Sali 1:ssä ( Korkeakoulunkatu 8, Tampere ).

Vastaväittäjinä toimivat professori Bengt Sundén Lundin yliopistosta Ruotsista ja dosentti Jussi Hakanen Jyväskylän yliopistosta. Tilaisuutta valvoo emeritusprofessori Reijo Karvinen TTY:ltä. Työn valvoja on professori Jukka Konttinen TTY:n kemian ja biotekniikan laboratoriosta.

Väitöskirjaan voi tutustua verkossa osoitteessa  http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4175-9

19.9.2018

Tulevaisuudessa kauppa ennustaa kuluttajan ostokäyttäytymisen paremmin kuin kuluttaja itse

Pohjoismainen vähittäiskauppa elää yhtä historiansa haasteellisinta aikaa. Tämä tulee esiin EY:n pohjoismaisen vähittäiskaupan tulevaisuutta arvioivan  Future of Nordic Retail  -raporttisarjan uusimmassa versiossa. Raportti perustuu kaupan asiantuntijoiden haastatteluihin sekä työpajoihin, ja siinä korostuu erityisesti pohjoismaisten kauppiaiden lisääntynyt paine seurata Yhdysvalloissa ja Kiinassa tapahtuvaa kehitystä.

Uusimmat artikkelit

Metsä Tissuen Mäntän tehdas siirtyy LNG:n käyttöön pehmopaperituotannossa

LNG-yhtiö Skangas Oy ja Metsä Tissue Oyj ovat solmineet sopimuksen nesteytetyn maakaasun (LNG) toimittamisesta Mäntän pehmopaperitehtaalle tuotannon prosesseihin. Mäntän tehdas käyttää jatkossa nesteytettyä maakaasua paperin kuivausprosessissa korvaamaan nestekaasun käytön. Polttoaineen vaihtaminen nestekaasusta LNG:lle parantaa kilpailukykyä ja vähentää yhtiön hiilidioksidipäästöjä.

Älytela vähentää seisokkeja

Paperikoneiden seisokit tuovat kustannuksia, kun tehdas tai tuotantolaitos pysähtyy. Turhia seisokkeja voidaan kuitenkin myös välttää. Uusin kotimainen innovaatio, etäluettava ja älykäs levitystela, tuo merkittäviä säästöjä. Se mahdollistaa täysin ennakoivan huollon, mittaamalla ja hallitsemalla esimerkiksi kosteutta sekä seuraamalla lämpötilaa ja rasvan laatua ja kuntoa.

24.9.2018 | Alan Uutiset

Metso ja Rotator edustajasopimukseen murskaus- ja seulontalaitosten myynnistä Suomessa

Metso avaa uuden myyntikanavan pienten Lokotrack- murskaus- ja seulontalaitosten myynnille Suomessa. Tehdyn edustajasopimuksen mukaan Rotator Oy myy ja huoltaa jatkossa Metson oman myyntiyhtiön rinnalla pienimpiä, erityisesti urakointikäyttöön suunniteltuja tela-alustaisia murskaus- ja seulontalaitoksia.

19.9.2018 | Tutkimus ja koulutus

Tulevaisuudessa kauppa ennustaa kuluttajan ostokäyttäytymisen paremmin kuin kuluttaja itse

Pohjoismainen vähittäiskauppa elää yhtä historiansa haasteellisinta aikaa. Tämä tulee esiin EY:n pohjoismaisen vähittäiskaupan tulevaisuutta arvioivan  Future of Nordic Retail  -raporttisarjan uusimmassa versiossa. Raportti perustuu kaupan asiantuntijoiden haastatteluihin sekä työpajoihin, ja siinä korostuu erityisesti pohjoismaisten kauppiaiden lisääntynyt paine seurata Yhdysvalloissa ja Kiinassa tapahtuvaa kehitystä.

Tuulienenergian etähavainnoinnille on tarvetta

Vaisalan, maailman johtava ympäristön ja teollisuuden mittaratkaisuja tarjoava yritys avaa uuden toimintakeskuksen Birminghamiin Englantiin tarjotaakseen Triton-tuuliluotainta käyttäville asiakkailleen kattavampia tukipalveluja.

Kemijoki Oy jatkaa sopimusta Lieksan seudun vesivoimalaitosten käytöstä ja kunnossapidosta Maintpartnerin kanssa

Kemijoki Oy jatkaa Lieksanjoessa sijaitsevien Lieksankosken ja Pankakosken vesivoimalaitostensa paikalliskäyttöä ja kunnossapitoa koskevaa sopimusta Maintpartnerin kanssa. Maintpartner on vastannut laitosten käytöstä ja kunnossapidosta vuodesta 2008.