Вопрос об использовании охлаждающих систем испарительного типа очень интересен и актуален в современных условиях. Ведь куда ни глянь, везде можно найти теплообменники испарительного охлаждения. Они используются в градирняхТЭС и АЭС, чтобы охладить теплоносители электростанций и сжиженный природный газ, а также в системах кондиционирования (особенно в районах с сухим климатом).
Журнал «Applied Physics Letters» опубликовал одно из исследований по этому предмету от МТИ. Изучая данную тематику, ученые из Массачусетского технологического института (МТИ), США, хотели рассмотреть перспективу использования испарительных установок в охлаждении серверов. В ходе исследования, они получили неожиданные результаты. Вышло, что если изменить поверхность, сделав ее неровной, то теплообменник может быть и вдвое меньше, так как эффективность его работы увеличивается. Получается, что любые выступы на поверхности увеличивают теплообмен стенок каналов, содержащих испаряющуюся жидкость.
А идея такого изобретения появилась неожиданно. Ранее считалось, что жидкость на стенках теплообменника успевает отдать тепло окружающей ее воде прежде, чем достигнет кипения. На деле, опыты показали, что в условиях больших объемов, эта жидкость сначала закипает, а уже потом отдает тепло. В результате получается так, что на дне тепловой установки образуется пузырек пара, он поднимается и испаряется на поверхности жидкости. Как правило, в производственных условиях, интенсивность теплоотвода высокая, и на месте первого пузырька, сразу же возникает второй, и все повторяется снова и снова. В отличие от воды, пар обладает намного меньшими параметрами теплоемкости и теплопроводности, из-за чего, эффективность всего теплообменника сильно понижается.
Если же, поверхность будет иметь неровности, то эти самые пузырьки, хорошо перемещающиеся по любой твердой поверхности, будут намного быстрее подниматься наверх, что значительно повысит эффективность теплообменного процесса.
Причем ученые из МТИ предложили использовать не нанонеровности, а микронеровности, так как первые предполагают сложный процесс изготовления. Что касается последних, то они могут быть любых форм, но исследователи предложили самую оптимальную из многих испробованных, которая позволит в два раза повысить теплоотдачу охлаждающих испарительных обменников. Если в будущем эффективно использовать данную технологию, то можно добиться снижения цены и упрощения производства систем жидкостного охлаждения для серверов и суперкомпьютеров.
Также, неровности можно применять и в градирнях электростанций, которые на сегодняшний день имеют гигантские размеры (к примеру, гиперболоидные градирни построены 100 м в диаметре и 200 м в высоту), что объясняется низкой эффективностью их теплообменников. Для них просто нужно использовать неровности больших размеров. Такой подход также поможет понизить цену на их производство.
Никто пока не комментировал эту страницу.