Материалы портала «Научная Россия»

Как использовать кипение без пузырей

Как использовать кипение без пузырей
Стало понятно, как достичь кипения, при котором не наблюдается пузырей

Широко известно, что при нагревании, например, сковородки до определённой высокой температуры попадающие на её поверхность капли не сразу выкипают, а долго скользят на тонкой паровой подушке. Дело в том, что нижняя часть капли начинает испаряться очень быстро, и пар поддерживает остальную её часть. Это называется эффектом Лейденфроста.

Основываясь на этом эффекте, Иван Вакарелски (Ivan Vakarelski) из Научно-технического университета имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) придумал, как вообще избежать пузырей при кипении воды. Суть подхода состоит в обработке материала таким образом, чтобы воздушный слой под каплей не исчезал, сообщает журнал Nature.

Учёные покрыли металлические сферы эмульсией, которая сделала поверхность шероховатой и при этом водоотталкивающей. Эти «супергидрофобные» сферы они нагрели до 400 °C (при более высокой температуре разрушилась бы эмульсия). Необработанные сферы нагревались до 700 °C.

Каждую горячую сферу поместили в воду комнатной температуры. Слой пара вокруг обычных сфер быстро разрушился, и началось интенсивное бурление. Покрытые эмульсией сферы по мере остывания не создавали многочисленных пузырей.

В другом эксперименте металлические стержни – обработанные водоотталкивающим составом и нет – погружали в воду. Тепловой элемент внутри стержня нагревал его. Влаголюбивые нагревались только до 106 °C, так как окружавшая их вода постоянно остужала их. Однако покрытые эмульсией стержни достигали температуры 250 °C.

Как считает соавтор работы Нилеш Патанкар (Neelesh Patankar) из Северо-Западного университета (США), следующим шагом должно стать получение паровой подушки, которая формируется при температуре ниже температуры кипения.

Если удастся найти соответствующую эмульсию, ею можно будет покрывать корпусы кораблей, чтобы снизить сопротивление и предотвратить прикрепление к ним водорослей и рачков. Но уже сейчас можно попробовать использовать для снижения сопротивления в каналах микрожидкостных устройств.

кипение научно-технический университет имени короля абдаллы северо-западный университет термодинамика

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий