Ученые Томского политехнического университета провели исследование кипения воды на лазерно модифицированных материалах. Этот подход позволяет повысить коэффициент теплоотдачи до четырех раз, что открывает перспективы для разработки новых материалов для теплообменников и систем охлаждения.
Эксперименты проводились на образцах алюминиевого сплава, меди и меди с карбидом вольфрама. Каждая поверхность была обработана лазером, что привело к созданию микрооребренных и анизотропных текстур. Затем поверхности подвергли гидрофобизации. Во время экспериментов фиксировались характеристики пузырьков, коэффициенты теплоотдачи и критические значения теплового потока.
"Мы установили, что бесконтактные методы обработки металлов позволяют изменять текстуру и свойства смачиваемости поверхности от супергидрофильности до супергидрофобности. Это делает лазерную обработку перспективной для улучшения теплообмена."
- Дмитрий Феоктистов, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ
Результаты показали, что на обработанных лазером поверхностях из алюминиевого сплава коэффициент теплоотдачи увеличился более чем в четыре раза, а на медных — более чем в 2,5 раза. Это достигается благодаря улучшению смачиваемости и формированию микротекстур, которые стимулируют процесс кипения.
По словам соавтора исследования Евгении Орловой, подобные технологии могут применяться в энергетике, системах охлаждения и других отраслях, где высокая эффективность теплоотдачи имеет ключевое значение. Эти разработки обещают сделать системы теплообмена более производительными и надежными, что особенно важно для современных индустрий.
Работа поддержана грантом Российского научного фонда и опубликована в журнале Experimental Thermal and Fluid Science.
Источник: пресс-служба Томского политехнического университета
