Новый метод обработки поверхностей повысит эффективность охлаждения

Исследователи из Массачусетского технологического института предложили новый метод обработки поверхностей, способствующий формированию капель жидких охладителей.

В отличие от воды, такие продукты со слабым поверхностным натяжением быстро растекаются, контактируя с материалом. Но для многих промышленных процессов выгодно формирование капель, которые, скатываясь, забирают тепло. Исследователи из МТИ предложили способ повышения эффективности охладителей, сообщает sciencedaily.com. Результаты проекта описаны в журнале Joule. В исследовании участвовали профессора Крипа Варанаси, Карен Глисон, аспирант Карим Халил и четверо других специалистов.

Ученые добились эффекта отталкивания жидкости, нанеся на поверхность тонкое, менее микрона, твердое покрытие. Такой небольшой слой не мешал теплопередаче. Покрытие сделано из специального полимера и нанесено с помощью инициированного осаждения их паровой среды (iCVD). Процесс был разработан Глисон и сейчас широко используется.

Команда оптимизировала iCVD для минимизирования закрепления капель конденсата и стимулирования их образования. Процесс может проводиться на существующем промышленном оборудовании. Он подходит для разных форм (плоские листы или трубы) и материалов.

В результате обработки, охладитель, вроде жидкого метана, на таких поверхностях будет быстро формировать небольшие капли. Падая, они создадут место для новых, отводя тепло от металла. Без покрытия жидкость будет распространяться и покрывать всю поверхность, блокируя теплоотдачу. Обработка увеличивает ее почти в 8 раз, сказал Халил.

Одной из сфер, для которых будет полезна технология, являются системы органического цикла Ренкина. Они широко используются для генерирования энергии из отходящего тепла промышленных процессов.

«Методы неэффективны. Но покрытие может улучшить их КПД», — сказал Варанаси.