Новое понимание теплопередачи в кипящей воде может привести к повышению эффективности электростанций
Простой акт кипячения воды является одним из старейших изобретений человечества и по-прежнему занимает центральное место во многих современных технологиях: от кофеварки до атомных электростанций. Однако этот, казалось бы, простой процесс имеет сложности, которые долгое время не поддавались полному пониманию.
Теперь исследователи нашли способ проанализировать одну из самых сложных проблем, стоящих перед теплообменниками и другими технологиями, в которых кипящая вода играет центральную роль: как предсказать и предотвратить опасное и потенциально катастрофическое событие, называемое кризисом кипения. Это тот момент, когда на горячей поверхности образуется так много пузырьков, что они сливаются в непрерывный лист пара, который блокирует дальнейшую передачу тепла от поверхности к воде.
Это очень сложное явление, хотя изучалось более века, оно все еще очень противоречиво.
Даже в 21 веке мы говорим об энергетической революции, компьютерной революции, наноразмерных транзисторах, обо всех великих вещах. Тем не менее, все еще в этом столетии, и, возможно, даже в следующем столетии, все они ограничены передачей тепла.
Теперь, благодаря лучшим инструментам, способным фиксировать детали процесса в лабораторных экспериментах, ученые смогли фактически измерить и наметить явление с требуемым пространственным и временным разрешением, чтобы понять, как в первую очередь начинается кризис кипения.
Оказывается, это явление тесно связано с потоком транспорта в городе или с тем, как вспышка болезни распространяется по населению. По сути, это вопрос того, как все складывается.
Когда количество автомобилей в городе достигает определенного порога, существует большая вероятность того, что они соберутся в определенных местах и вызовут пробку. И когда носители болезни попадают в переполненные места, такие как аэропорты или аудитории, шансы спровоцировать эпидемию увеличиваются. Исследователи обнаружили, что популяция пузырьков на нагретой поверхности следует аналогичной схеме.
Кризис кипения по существу является результатом накопления пузырьков, которые сливаются друг с другом, что приводит к разрушению поверхности.
