MIT开发出新节能技术:能让水更容易沸腾

2022年07月14日 08:04 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

每个人都知道,用热量来煮沸水是必要的,但是由于新的研究,可能很快就会需要更少的热量。一种新的表面处理方法使水更容易达到沸点,因此需要更少的能量来实现。

当锅里或其他容器里的水接近沸点时,沿着该容器的底部形成许多气泡。气泡的数量越多沸腾过程就越有效,但也只是到了一定程度。

如果气泡相互拥挤,以至于它们沿着底部凝聚成一个连续的蒸汽膜,该薄膜将减缓热量从容器表面向液态水的传递。因此,要使水完全沸腾需要更多的时间和能量。

在麻省理工学院(MIT)博士后学生Youngsup Song和Evelyn Wang教授的带领下,该校一个团队着手在避免形成薄膜的同时最大限度地提高气泡的形成。为了做到这一点,他们创造了一种处理方法,可以应用于用于煮水的容器的底部内表面。该处理方法可以在三个方面起作用。

首先,它在表面上放置了一排微尺度的凹痕。这些凹痕宽10微米,间隔约2毫米,它们作为气泡的形成/锚定点将它们固定在原处,这使得它们无法相互扩散。

其次,凹痕的表面覆盖着纳米级的脊背。这些结构增加了受热的表面积并提高了液态水蒸发为形成气泡的蒸汽的速度。

最后,每个凹痕都位于在它自己独立的小支柱内。这些支柱具有吸水效应,它们将水吸到凹痕处,在那里不断地在沸腾表面和气泡之间形成一层液体。通过确保表面始终在加热液态水而不是通过气泡中的蒸汽传递热量,这提高了沸腾的效率。

由于目前该技术的版本只在小规模的设置中进行了测试,所以研究团队显然还需要展开更多的研究。研究人员们希望,一旦得到进一步发展,这种表面处理方法可以用于蒸汽发电或电子器件的冷却等应用。

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