Cum ar fi dacă fierberea apei ar putea fi mai rapidă și mai economică din punct de vedere energetic? Ar aduce beneficii multor procese industriale, inclusiv majorității centralelor de generare a energiei electrice, multor sisteme de producție chimică și chiar sistemelor de răcire pentru electronice.
Oamenii de știință de la MIT au conceput o metodă pentru a face tocmai asta, potrivit unui comunicat de presă al instituției. Cercetătorii au găsit o modalitate de a îmbunătăți în același timp cei doi parametri cheie care sunt propice procesului de fierbere, coeficientul de transfer de căldură (HTC) și fluxul critic de căldură (CHF).
Aceasta este o evoluție destul de mare, deoarece, în general, există un compromis între cei doi, așa că orice lucru care îmbunătățește unul dintre acești parametri tinde să-l înrăutățească pe celălalt, scrie Interesting Engineering.
Cum a fost eficientizată fierberea apei?
„Ambii parametri sunt importanți, dar îmbunătățirea ambilor parametri simultan este oarecum dificilă, deoarece au un compromis intrinsec. Dacă avem multe bule pe suprafața de fierbere, înseamnă că fierberea apei este foarte eficientă, dar dacă avem prea multe, ele se pot uni, ceea ce poate forma o peliculă de vapori pe această suprafață”, a spus dr. Youngsup Song, coautor al studiului.
Acea peliculă introduce rezistență la transferul de căldură de la suprafața fierbinte către apă. „Dacă avem vapori între suprafață și apă, aceștia împiedică eficiența transferului de căldură și scad valoarea CHF”, a adăugat el.
Așadar, cum au realizat cercetătorii un proces de fierbere mai economic și mai rapid? Prin adăugarea unei serii de cavități (adâncituri) microscopice pe o suprafață, controlând modul în care se formează bulele pe acea suprafață. Acest lucru a menținut bulele fixate în mod eficient în cavități și a împiedicat răspândirea lor într-o peliculă rezistentă la căldură.
Microcavitățile au fost apoi poziționate la distanțele ideale pentru a optimiza acest proces.
Descoperirea nu este încă gata pentru a fi pusă în practică
„Acele microcavități definesc poziția în care apar bule. Iar separând cavitățile cu 2 milimetri, separăm bulele și minimizăm coalescența acestora”, a explicat Song.
Munca a fost până acum promițătoare, dar Evelyn Wang, profesoară de inginerie la MIT și coautoare a studiului, a susținut că a avut loc în condiții de laborator la scară mică.
„Aceste tipuri de structuri pe care le facem nu sunt menite să fie folosite în forma actuală”, a explicat ea, ci mai degrabă au fost folosite pentru a demonstra că un astfel de sistem poate funcționa.
Acum, echipa se concentrează pe găsirea unor modalități suplimentare de a crea aceste tipuri de texturi de suprafață care să poată fi utilizate la dimensiuni practice.
