Công nghệ mới giúp tiết kiệm năng lượng, tăng cường đun sôi nước

author 13:22 15/07/2022

(VietQ.vn) - Mọi người đều biết việc sử dụng nhiệt là cần thiết để đun sôi nước, nhưng nhờ phương pháp xử lý bề mặt mới cho phép nước đạt đến điểm sôi dễ dàng hơn, mà chỉ cần sử dụng ít năng lượng để làm như vậy.

Khi nước trong chậu hoặc vật chứa khác gần đến điểm sôi, nhiều bong bóng hình thành dọc theo đáy của vật chứa đó. Số lượng bọt khí càng lớn quá trình sôi càng hiệu quả, nhưng chỉ đến một điểm.

Nếu các bong bóng chen chúc nhau đến mức chúng kết tụ lại thành màng hơi liên tục dọc theo đáy, màng đó sẽ làm chậm quá trình truyền nhiệt từ bề mặt vật chứa sang nước lỏng. Do đó, sẽ mất nhiều thời gian và năng lượng hơn để đun sôi nước.

Một nhóm nghiên cứu tại MIT đã đặt ra mục tiêu tối đa hóa sự hình thành bong bóng trong khi tránh hình thành màng. Để làm như vậy, họ đã tạo ra phương pháp xử lý có thể được áp dụng cho bề mặt bên trong đáy của các vật chứa được sử dụng trong nước sôi.

Việc điều trị hoạt động theo ba cách, trước hết, nó tạo ra mảng vết lõm kích thước cực nhỏ trên bề mặt. Có kích thước rộng 10 micromet và cách nhau khoảng 2 mm, những vết lõm này đóng vai trò là điểm hình thành/neo cho các bong bóng, giữ chúng cố định để chúng không thể lan sang nhau.

Hình ảnh kính hiển vi điện tử cho thấy các trụ và vết lõm ở quy mô milimet (hai hình ảnh trên cùng), có bề mặt được bao phủ bởi các đường gờ nhỏ ở quy mô nanomet (hai hình ảnh dưới cùng) để cải thiện hiệu quả của phản ứng sôi.

 

 

Thứ hai, bề mặt của các vết lõm được bao phủ bởi đường gờ kích thước nano. Các cấu trúc này làm tăng diện tích bề mặt được nung nóng, thúc đẩy tốc độ nước lỏng bay hơi thành hơi tạo bong bóng.

Cuối cùng, mỗi vết lõm nằm trong đỉnh trụ nhỏ nhất của chính nó. Các trụ có tác dụng bấc, hút nước đến vết lõm, nơi nó liên tục tạo thành một lớp chất lỏng giữa bề mặt sôi và bong bóng. Điều này làm tăng hiệu quả đun sôi bằng cách đảm bảo rằng bề mặt luôn làm nóng nước lỏng, trái ngược với việc truyền nhiệt qua hơi trong bong bóng.

Vẫn cần phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu vì phiên bản hiện tại của công nghệ này mới chỉ được thử nghiệm trong các thiết lập quy mô nhỏ. Tuy nhiên, người ta hy vọng một khi được phát triển, việc xử lý bề mặt có thể được sử dụng trong các ứng dụng như sản xuất điện chạy bằng hơi nước hoặc làm mát các thiết bị điện tử. Và thậm chí có thể làm giảm thời gian pha một tách trà.

Hà My

Thích và chia sẻ bài viết:

tin liên quan

video hot

Về đầu trang