19.10.19
Группа физиков из Китая, США и Бразилии нашли довольно простой и изящный способ заметно повысить эффективность охлаждения холодильника, и даже создали работающий прототип, сообщает Медуза.
Вместо компрессора и фреонов в нем используются скручивающиеся и раскручивающиеся эластичные спирали — они могут быть выполнены из металлов, полиэтилена или даже обычной бытовой резины. Пока «резиновый холодильник» представляет собой лишь лабораторный эксперимент, однако теоретическая эффективность таких приборов существенно превышает КПД существующих машин. Статья ученых опубликована в журнале Science,
Чтобы сделать необычный холодильник, который работает на «резиновом эффекте», физики опробовали нити из нескольких материалов. Сперва изучили нить из природного каучука, потом полиэтиленовую и нейлоновую лески. Затем перешли к проволоке из сплава никеля с титаном, который известен благодаря эффекту памяти формы. Все образцы были толщиной от 0,4 до 2 миллиметров.
Каждую из этих нитей растягивали (какие-то на 20-30%, а, например, резину — в шесть раз), а затем начинали скручивать и раскручивать обратно со скоростью до 50 оборотов в минуту. При этом постоянно следили за температурой. Выяснилось, что температура на поверхности нити при раскручивании может упасть сразу на 20 градусов, а КПД такого «холодильника» достигает 67% от максимально возможного КПД цикла Карно. Как уже говорилось выше, у современных компрессорных холодильников КПД тоже довольно высокий, но не больше 60 процентов.
Каучуковая резинка до (вверху) и после (внизу) сжатия — видно, что ее температура существенно падает.
Убедившись, что эффект действительно заметный, ученые собрали на основе охлаждающего элемента из никель-титановой проволоки рабочий прототип холодильника для проточной воды. Проволоку поместили в центр трубки с водой и вращали ее вокруг своей оси. За один цикл охлаждения средняя температура поверхности проволоки упала более, чем на 18 градусов, а температура потока воды вокруг нее — почти на 8 градусов.
Пока ученые провели эксперимент с единственным циклом охлаждения, но дополнительно показали, что механических повреждений в охлаждающей проволоке нет даже после тысячи последовательных циклов скручивания-раскручивания. Впрочем, для создания полноценного охлаждающего устройства, способного к циклической работе, ученым еще предстоит преодолеть множество технологических трудностей.
Нет комментариев