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Título: Análise térmica do sistema de arrefecimento em CPU
Título(s) alternativo(s): Thermal analysis of the CPU cooling system
Autor(es): Xavier, Gabriel Ramos
Orientador(es): Lima, Rafael Sene de
Palavras-chave: Controle de temperatura
Fluidodinâmica computacional
Computadores
Temperature control
Computational fluid dynamics
Computers
Data do documento: 28-Out-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: XAVIER, Gabriel Ramos. Análise térmica do sistema de arrefecimento em CPU. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2022.
Resumo: Sistemas de arrefecimentos são essenciais para o uso de computadores. Eles proporcionam a possibilidade de um melhor desempenho, além de gerar soluções para problemas relacionados à temperatura desses aparelhos eletrônicos. O presente trabalho buscou estudar a influência de um sistema de arrefecimento a ar presente em um computador, utilizando de fluidodinâmica computacional, além de estudar alternativas para o sistema por meio de mudanças de geometria no dissipador, alteração da condutividade da pasta térmica, e a utilização de um exaustor no lugar da ventoinha. O teste de bancada apresentou uma temperatura máxima de 42 °C na CPU. A simulação considerando uma geometria simplificada para o dissipador apresentou uma temperatura na CPU de 52,6 °C, sendo 25,24% maior do que o resultado obtido na bancada de teste. O caso onde a geometria do dissipador utilizada na simulação era igual ao modelo real, a temperatura máxima foi de 49,3 °C na CPU, 17,38% maior do que a referência. Ao alterar a condutividade térmica da pasta para 5 W/m.K, uma temperatura de 49,5 °C foi obtida, enquanto a simulação onde a ventoinha foi alterada para um exaustor, a temperatura máxima foi de 48,1 °C. Para esses dois últimos casos houve um aumento na temperatura de 17,86% e 14,52% respectivamente, em comparação com o computador utilizado na bancada de teste. Mesmo diante da dificuldade devido as limitações de recursos para as simulações, os resultados obtidos foram considerados extremamente satisfatórios.
Abstract: Cooling systems are essential using of computers. They provide the possibility of better performance, generating solutions related to temperature for electronic devices. The present document sought to study the influence of an air cooling system present in a computer, using computational fluid dynamics, in addition to studying alternatives for the system through changes in the geometry of the heatsink, alteration of the thermal paste conductivity, and the use of an exhaust fan instead of a fan. The bench test reached a maximum CPU temperature of 42 °C. The simulation considering a simplified geometry for the heatsink reached a CPU temperature of 52.6 °C, being 25.24% higher than the result obtained on the test bench. In the case where the heatsink geometry used in the simulation was the same as the real model, the maximum temperature was 49.3 °C on the CPU, 17.38% higher than the reference. By changing the thermal conductivity of the paste to 5 W/m.K, a temperature of 49.5 °C was obtained, and for the simulation where the fan was changed to an exhaust fan, the maximum temperature was 48.1 °C. For these last two cases was an increase in temperature of 17.86% and 14.52% respectively, compared to the computer used on the test bench. Even in the face of difficulty due to resource limitations for the simulations, the results obtained were considered extremely satisfactory.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30780
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