¿La velocidad del fluido afecta el enfriamiento del líquido?

Si tiene un sistema de enfriamiento a base de líquido, como el bucle en la imagen a continuación, ¿realmente importa la velocidad del fluido?

Puedo ver cómo el ciclo del líquido demasiado lento sería malo, ya que el fluido estaría interactuando con el bloque por más tiempo y lo que desea es alejar el calor (y posteriormente el fluido) del bloque. Lo que no veo es cómo moverse demasiado rápido también podría afectar el rendimiento de enfriamiento, como se indica en muchos foros en línea. Un argumento que recuerdo claramente al leer sobre esto hace un tiempo fue:

No debe aumentar la velocidad de la bomba demasiado rápido o el agua no tendrá tiempo de absorber el calor del bloque de agua también.

Eso, sin embargo, no tiene sentido para mí. No es como si el fluido y el bloque estuvieran interactuando de una manera discreta como un marco donde, si lo acelera, de alguna manera estaría 'esperando' a que llegue el siguiente marco de agua, hay un flujo continuo, así que no veo cómo eso sería un problema.

¿Cómo influye la velocidad del fluido en la eficiencia de enfriamiento en un circuito cerrado?

Bucle típico

Eche un vistazo a Física de calentar una piscina : es la misma pregunta a mayor escala.

Respuestas (1)

Lo que no veo es cómo moverse demasiado rápido también podría afectar el rendimiento de enfriamiento, como se indica en muchos foros en línea. Un argumento que recuerdo claramente al leer sobre esto hace un tiempo fue:

y:

No debe aumentar la velocidad de la bomba demasiado rápido o el agua no tendrá tiempo de absorber el calor del bloque de agua también.

La última declaración que citó es francamente una tontería pseudocientífica.

Mantener altas tasas de agua de enfriamiento siempre promueve el enfriamiento: se incrementa la energía térmica transportada por unidad de tiempo.

Las altas tasas de flujo de agua de enfriamiento aumentan los coeficientes de transferencia de calor (al promover la turbulencia), así como también mantienen el agua de enfriamiento a una temperatura más baja, lo que promueve aún más el enfriamiento, ya que el calor transportado por unidad de tiempo es directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el enfriamiento agua y el objeto a enfriar ( ver la ley de enfriamiento de Newton ).

Por supuesto, puede haber otras limitaciones prácticas para las tasas de agua de enfriamiento, como la clasificación de la bomba y la acumulación de presión. Pero dentro de estos márgenes, cuanto más rápido sea el flujo de agua de enfriamiento, mejor será el enfriamiento.

También puedo imaginar un caso en el que la cavitación sea un problema. Me gusta la idea de los enfriadores de CPU donde este tipo de cosas es un problema.
Solo puedo ver que el flujo demasiado rápido es un problema si la turbulencia excesiva, la fricción y el calentamiento del bombeo pueden calentar el fluido de transferencia de calor y reducir la eficiencia de enfriamiento. Habrá una tasa de flujo óptima y es posible que, para todas las velocidades prácticas de bombeo, una mayor sea aún mejor para la mayoría de los sistemas.
@tfb Puede eludir ese problema simplemente aumentando la presión en el bucle. El próximo gran obstáculo que se me ocurre es cuando elevas la velocidad del fluido hasta la velocidad del sonido en el fluido. Aparentemente, el fluido que se mueve tan rápido tiende a "comenzar a ignorar las curvas en sus tuberías".
@Aron "Simplemente" aumentar la presión en el bucle puede ser cualquier cosa menos simple. Requeriría tuberías más fuertes, por ejemplo, y promovería fugas. Es una compensación.
@Luaan cuando el resto de mi publicación habla sobre el flujo de fluidos supersónicos... es simple.
Mi gratitud para ti.
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