Os Fenômenos

Instituto Federal de Minas Gerais - Campus Bambuí

Radiadores e WaterCoolers:

Um Estudo Comparativo

Disciplina: Fenômenos de Transporte

Prof.: Rodrigo Caetano

Diogo Sebastião Silva de Lima

Fernanda Rodrigues Macedo

Gustavo Henrique Nunes

João Vitor Alves da Cruz

Yago Soares Camargo Nunes

Bambuí - MG

2017

1. INTRODUÇÃO

        

        Com o grande avanço da tecnologia nos últimos anos, o mercado exigiu a criação de máquinas que produzem em grandes escalas, no intuito de maximizar a produção em diversos setores industriais. Essas poderosas máquinas de produção geram muito calor em suas peças devido a diversos fatores, tais como o porte da peça, corrente elétrica, fenômenos físicos e etc. Por este motivo viu-se necessário a criação de tecnologias para o resfriamento de modo eficiente das peças afetadas pelo superaquecimento no funcionamento de cada equipamento a fim de aumentar a vida útil dos equipamentos e aumentar o lucro das empresas.

                “Radiador” é o nome dado para equipamentos que realizam a troca de calor entre o ar e alguma outra substância, geralmente líquidos, presentes em um sistema fechado. O núcleo do radiador possui diversos canais, com formato de colmeia ou tubos, que possibilitam a passagem do ar. O formato do radiador tem relação direta com sua eficácia: quanto maior a região de contato do equipamento com o ar, mais rápida será a troca de calor.                        A passagem do ar tem como objetivo resfriar o calor do chamado líquido de arrefecimento, que, por sua vez, também retirou o calor de outros equipamentos. Em alguns modelos de radiadores, são utilizadas ventoinhas para promover o esfriamento do líquido. No caso de automóveis, há uma utilização conjunta de ventoinhas e do próprio ar que entra no sistema enquanto o veículo está em movimento.

“Water Cooler”(refrigerador de água) é um sistema de refrigeração a água utilizado em computadores que segue o mesmo princípio dos sistemas de resfriamento geralmente utilizados nos motores dos automóveis (Radiador). Na maioria das vezes, este dispositivo é usado simultaneamente para refrigerar o processador, partes da placa-mãe como os chipsets (ponte norte e ponte sul) e reguladores de tensão, além de memórias e partes da placa de vídeo como a GPU (processador gráfico).

É bastante comum o uso de WaterCoolers por usuários que precisam de um resfriamento mais sofisticado devido ao aquecimento de componentes em um sistema mais potente(poder de processamento alto gera maior calor nos componentes), tais como sistemas montados para jogo ou mineração de dados.

 O presente trabalho aborda diversos aspectos entre duas tecnologias de resfriamento de peças: o Radiador e o WaterCooler. Estas tecnologias foram muito importantes para o avanço do setor automotivo e computacional uma vez que um dos grandes problemas enfrentados pelos engenheiros de cada setor é a dissipação de calor. Comparando as semelhanças e diferenças de cada uma das peças em seus diferentes contextos será possível determinar e analisar as semelhanças das tecnologias em relação a transferência de calor e detalhar como essa transferência ocorre.

1. REFERENCIAL TEÓRICO

O que são Radiadores

Radiadores são dispositivos que permitem a troca de calor, por convecção e radiação, entre o ar e outro líquido que é usado para refrigerar algum tipo de equipamento, presentes em um sistema fechado. É composto em sua parte central por milhares de tubos, como se fossem favos de mel, por onde o líquido circula, onde acontece o resfriamento do mesmo, por um dos métodos citados acima. Seu formato tem significado na relação da área de contato e a sua eficiência, pois quanto maior a área de contato, maior será a troca de calor. A passagem do ar pelos tubos do radiador, tem por finalidade fazer o resfriamento do líquido que também teve por finalidade resfria algum sistema que produz calor. Em muitos sistemas que utilizam radiadores, são adicionadas ventoinhas, que aumentam a circulação do ar no núcleo do radiador (INDÚSTRIAHOJE, 2017).

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História dos Radiadores

        

No início da invenção do automóvel, seu próprio inventor, Karl Benz, notou que o resfriamento de seu motor, através de um líquido, era muito abaixo do que ele precisava, e dessa forma, desenvolveu um sistema simples, com tubos em espiral, para que a água fosse resfriada, antes que chegasse ao motor. Já na virada do século, Wilhelm Maybach mudou o desenho do radiador automotivo, substituindo o simples conjunto de tubos em espiral, por milhares de tubos de 6 milímetros quadrados, em uma estrutura parecida com um favo de mel. O modelo de Wilhelm Maybach aprimorou o sistema de refrigeração automotiva, diminuindo sua estrutura geral e aumentando a sua capacidade de resfriamento dos motores. Com a passagem dos anos, todos os sistemas automotivos começaram a evoluir, e os radiadores não foram diferentes. Certas empresas como General Motors e Ford, começaram a testar mudanças nos sistemas de resfriamento, como o tamanho dos tubos, a introdução de outros produtos junto a água (como etilenoglicol), para abaixar o ponto de congelamento da mesma, assim aumentando sua absorção de calor e sistemas externos, como ventiladores e bombas, que forçaram a circulação do líquido e do ar dentro do sistema de resfriamento. Atualmente, os radiadores que eram produzidos com bronze e cobre, foram substituídos por radiadores de alumínio, pois este material, fazia o sistema mais leve e permitia que houvesse uma refrigeração eficiente, mesmo que este não seja tão bom quanto os outros na condução de calor (CARROS,2017).

O que são WaterCoolers

        WaterCoolers são sistemas de refrigeração usados em computadores modernos e que possuem princípios muito parecidos com os sistemas de refrigeração dos automóveis, citados acima como Radiadores. Comumente, o dispositivo refrigera o processador, chipset e placa mãe do computador, onde fica acoplado, além de memórias e placas de vídeo. Atualmente, seu alto poder de resfriamento se tornou muito interessante a vários usuários de computadores potentes, que possam ser utilizados com overclock, que nada mais é, que o uso máximo da capacidade de uma processador, aumentando, de forma constante, sua frequência.