Kontrolle der Bläschen im siedenden Wasser könnten Kraftwerke effizienter machen


Der Akt des kochenden Wassers hilft uns brauen Kaffee und Nudeln kochen – und es ist auch das, was die meisten Energiequellen der Welt treibt. Aber kochen ist wirklich alles über die Bubbles, und bis jetzt ihre Entstehung als zufällige und willkürliche gesehen hatte. MIT Ingenieure sagen, dass sie jetzt Blasenbildung, kontrollieren die verändern könnte, wie Strom erzeugt wird.

Kontrolle wie kochendes Wasser sprudelt, oder, im thermodynamischen Bedingungen, nucleates, mag – auf der Oberfläche mindestens — als eine sehr einfache Aufgabe. Aber da die Ingenieure in ihrem Papier erklären, die in Nature Communications veröffentlicht ist es ist eine schwer fassbare Konzept, die einige unglaubliche reale Anwendungen hat.

Wenn Kraftwerke Wasser aufkochen energischer wollen traditionell gab es nur zwei Möglichkeiten: Kurbel oben die Wärme durch den Einsatz von mehr Energie, oder verwenden Sie eine Chemikalie als Wasser, das einen niedrigeren Siedepunkt hat. Wenn du, groß angelegte Stromerzeugung redest, ist keine dieser Optionen wirklich praktisch.

Forscher fanden heraus, dass Teile aus Metall, sprudeln (die beiden Rechtecke an den Kanten) entweder zu fördern oder sprudelnden (Zentrum Rechtecke), hemmen vorgenommen werden können, einfach durch den Wechsel der Polarität der Spannungen auf das Metall angewendet.

Stattdessen versuchten die Forscher kombinieren das Wasser mit einem Tensid, eine seifige Substanz, die Oberflächenspannung ändert. Tensid-Moleküle können elektrisch aufgeladen werden, aber sie haben auch die Möglichkeit, beide hydrophob sein (durch Wasser abgestoßen) und hydrophilen (Wasser). Wenn die Tensid-aromatisiertes Wasser zu machen, Kochen Spannung zugeführt wurde, bemerkte die Ingenieure etwas Interessantes: die Moleküle könnten von hydrophoben zu hydrophil, je nach Polarität wechseln:

Hinzufügen das Tensid wird die Oberfläche mehr hydrophobe, werden die erhöht die Rate der Keimbildung zu Form Bläschen. Aber Umkehr der Ladung auf der Oberfläche wird die Oberfläche hydrophil zu werden, und hemmt die Bildung von Luftblasen. Die Forscher fanden heraus, dass sie eine zehnfache Änderung in der Rate der Blasenbildung erreichen konnten, einfach durch den Wechsel der Ladung.

Sie haben wahrscheinlich gesehen, wie das funktionieren würde, wenn Sie Wasser für Pasta kocht bist. Luftblasen zuerst, um jede Art von Unregelmäßigkeit im Wasser, vielleicht zu bilden, um einen Kratzer in das Metall der Topf oder die Salzkörner, die Sie geworfen haben. In diesem Fall schaffen die hydrophobe Moleküle die gleiche Unregelmäßigkeit im Wasser, Erhöhung der Keimbildung. So im wesentlichen Wasser könnte gemacht werden, zu "Kochen" bei dem leichten Schlag eines Schalters, wenn die ordnungsgemäße Ladung auf die Oberfläche aufgetragen wird.

Dadurch könnten Ingenieure effizienter Wärmeübertragungssysteme entwerfen, die nicht so viel Energie verschwenden. Dieses Konzept könnte auch als ein Spiel-Wechsler für viele Prozesse, die sind nicht so weit angenommen, weil sie so Energie unerschwinglich, wie Entsalzung sind.

Fast genauso wichtig ist, könnte vielleicht das Konzept helfen den Prozess der Flüssigkeitskühlung, zu informieren, die verwendet wird, um Wärme von Elektronik in Umgebungen wie Rechenzentren zu ziehen. In der Lage, Blasenbildung, sowie beschleunigen, stoppen könnte ebenso kritisch zur Einsparung von Ressourcen sein.

[MIT]

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