ТОМСК, 20 декабря. /ТАСС/. Исследования процесса кипения воды на материалах, модифицированных лазерным излучением, провели ученые Томского политехнического университета (ТПУ). Выяснилось, что модификация поверхностей повышает коэффициент теплоотдачи в среднем до четырех раз — такой подход может лечь в основу разработки новых материалов для теплообменников и повышению эффективности систем охлаждения в различных отраслях, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.
Несмотря на большое число работ, посвященных исследованию кипения, общепринятая теория этого процесса до сих пор не разработана. Это связано с многочисленными факторами, влияющими на кипение на разных материалах. Одними из ключевых являются шероховатость поверхности и смачивание. Исследование ученых ТПУ поддержано грантом Российского научного фонда, а результаты работы ученых опубликованы в журнале Experimental Thermal and Fluid Science.
«В ходе исследования мы установили, что бесконтактные методы обработки поверхностей металлов позволяют формировать текстуру в широком диапазоне изменения как характеристик шероховатости, так и ее конфигурации и изменять свойства смачиваемости до экстремальных состояний — от супергидрофильности до супергидрофобности. Поэтому перспективным представляется обработка поверхностей теплообмена лазерным излучением для интенсификации протекающих на ней процессов», — приводятся в сообщении слова одного из авторов исследования, доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрия Феоктистова.
Отмечается, что обработка теплопередающих поверхностей наносекундным лазерным излучением за счет формирования микроребристой текстуры и улучшения смачивающих свойств позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи на поверхностях из алюминиевого сплава более чем в четыре раза, а на медных поверхностях — более чем в 2,5 раза.
«При обработке поверхностей в среднем коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме может быть увеличен до четырех раз. Это делает такой подход перспективным для разработки новых материалов в области теплообмена. Подобные технологии могут найти применение в различных отраслях, включая энергетический сектор и системы охлаждения, где высокая эффективность теплоотвода играет ключевую роль», — приводятся слова соавтора исследования, доцента Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова Евгении Орловой.