Учени откриха как да пестят енергия и да варят вода по-ефективно
Постоянно варим вода – било то за чай в кухнята или за генериране на електричество в електроцентралата. Ето за какво в случай че подобрим успеваемостта на този развой, ще окажем значително въздействие върху количеството сила, което изразходваме всекидневно за сходни цели.
Наскоро бе реализиран напредък и в това отношение – учени създадоха нов способ за отнасяне на повърхности, които имат роля в нагряването и изпаряването на вода. Третирането усъвършенства два основни параметъра, които дефинират процеса на варене – коефициент на топлинен трансфер (HTC) и сериозен прилив на топлота (CHF).
В множеството случаи единият параметър взима превес над другия. Ако HTC се усъвършенства, то CHF се утежнява и противоположното. След дългогодишни проучвания изследователският екип, виновен за техниката, откри по какъв начин да усъвършенства и двата по едно и също време.
„ И двата параметъра са значими, само че едновременното им усъвършенстване е мъчно нещо “, споделя биоинформатикът Янгсуп Сон от националната лаборатория „ Лорънс Бъркли “ в Калифорния.
„ Ако имаме голям брой мехурчета по кипналата повърхнина, това значи, че варенето е извънредно дейно. Тогава обаче те могат се слеят и да доведат до образуването на парен пласт по кипящата повърхнина. “
Какъвто и да е парен пласт сред горещата повърхнина и водата провокира противодействие и понижава коефициента на топлинен трансфер и цената на CHF. За да се преборят с този проблем, откривателите основават три разнообразни типа повърхностни модификации.
Първо, прибавят поредност от микротръбички с диаметър 10 микрометра. Те са сложени на разстояние от 2 мм една от друга и управляват образуването на мехурчета (и ги задържат в кухините). Това пречи на образуването на парен пласт.
Същевременно обаче това понижава концентрацията на мехурчета по повърхността, което от своя страна понижава успеваемостта на варенето. Ето за какво откривателите прибавят дребни грапавини (няколко нанометра) по повърхността на кухите тръбички. Това усилва повърхностната повърхност и подкрепя изпарението.
Накрая учените основават кухини в центъра на поредност от стълбчета – те форсират процесите на добиване на течността, като прибавят по-голяма повърхностна повърхност. Така се усилва доста и успеваемостта на самото варене.
Ето по какъв начин наподобява новата повърхнина, основана от експертите. Източник: Song et al.
Тъй като наноструктурите подкрепят изпарението под мехурчетата, а стълбчетата дават непрекъснат поток от течност до основата им, сред кипящата повърхнина и мехурчетата може да се поддържа непрекъснат слой вода, който усъвършенства сериозния прилив на топлота.
„ Показахме, че по този метод можем да направляваме и подобрим повърхността. Това е първата стъпка “, споделя механичният инженер Евелин Уанг от Масачузетския софтуерен институт. Следващата цел на учените е да употребяват знанията си, с цел да основат артикул от този вид, който може да бъде употребен в комерсиалните промишлености.
Изследването е оповестено в Advanced Materials.
Източник: Science Alert
