Паровой строй

В Массачусетском технологическом институте (MIT) найден подход к улучшению свойств теплоотдающих поверхностей в паровых котлах.

Для эффективного кипячения воды нужно обеспечивать максимальный коэффициент теплопередачи, не допуская превышения критического теплового потока, чтобы не начался «кризис кипения». Такой кризис случается при слиянии большого количества пузырьков, из-за чего у теплоотдающей поверхности возникает сплошная паровая прослойка, резко замедляющая теплоперенос и создающая опасность перегрева материала теплообменника.

«Оба параметра важны, - объясняет учёный Янсуп Сонг. - Однако улучшать их одновременно сложно, поскольку они находятся в противоречии друг с другом». Чтобы обойти это противоречие, исследователи применили три приёма.

Сначала добавили матрицу ямок шириной 10 мкм, отстоящих друг от друга на 2 мм по обеим координатам. Ямки удерживают пузырьки пара, не позволяя им сливаться. Как следствие сократилось суммарное количество пузырьков у поверхности, так что скорость парогенерации снизилась. Чтобы компенсировать этот эффект, учёные видоизменили теплоотдающую поверхность, «украсив» её бороздками и бугорками. Активная площадь увеличилась, парообразование пошло быстрей. Третий шаг обработки - перенос ямок на выступы; в результате на теплоотдающей поверхности получилось подобие щётки из коротких микротрубок. Выступы обеспечивают хороший приток воды к ямкам, в которых образуются пузырьки.

Полученная структура весьма эффективно создаёт пар.