Теплообмен в четыре раза эффективнее. ТПУ исследует лазерные текстуры

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