Reúna su paciencia y ponga a prueba el viejo dicho "una olla vigilada nunca hierve". La experiencia puede rivalizar con ver cómo se seca la pintura, pero, por supuesto, el agua finalmente comenzará a hervir. Cuando lo haga, verá una ráfagade burbujas se forman y suben rápidamente a la superficie del agua. Una vez que hace efecto, se acumula a un ritmo vertiginoso y rápidamente crea un caldero en la estufa. Es hora de agregar la pasta.
La gente ha estado hirviendo agua para preparar la cena durante años, pero también se usa en nuestros refrigeradores e incluso en la estación espacial internacional como método para enfriar sus sistemas. El noventa por ciento de toda la electricidad en los Estados Unidos se genera con turbinas de vaporque requieren hervir para hacer vapor. Con tantos usos y más de cinco décadas de investigación, es difícil creer que queden piedras sin remover en nuestra comprensión de la ebullición. Sin embargo, como con todas las cosas, siempre hay espacio para aprendermás. La formación de burbujas al hervir no se comprende completamente.
El proceso de ebullición es impulsado en gran medida por la dinámica de una película líquida muy delgada presente en la base de cada burbuja de vapor. Los investigadores siempre han encontrado un desafío para estudiar esta área en el mundo real simplemente porque es muy difícil obtener una buena visión.Las burbujas se forman en lugares impredecibles durante la ebullición, y una vez que lo hacen, son fugaces, dejando la superficie caliente inmediatamente.
Hasta ahora. Usando un rayo láser enfocado para presionar esencialmente el botón de pausa al hervir, el grupo de investigación del profesor Shalabh Maroo y sus colaboradores en NIST y RPI han creado una única burbuja de vapor en un charco de líquido que puede permanecer estable en una superficie durante horas, en lugar de milisegundos.
Este método les da a los investigadores el tiempo necesario para estudiar microscópicamente las burbujas de vapor y determinar formas de optimizar el proceso de ebullición, maximizando la cantidad de eliminación de calor con un aumento mínimo de la temperatura de la superficie. Maroo prevé que también abrirá la puerta a los avances enmuchos sistemas de transferencia de calor.
"Con esta técnica, podemos analizar los fundamentos de la ebullición", dice Maroo. "La nueva comprensión ayudará a los investigadores a diseñar estructuras de superficie para lograr la transferencia de calor deseada, predecir con precisión y mejorar la ebullición en el espacio exterior dondela falta de gravedad hace que las burbujas permanezcan estacionarias sobre una superficie caliente y crean tecnología de próxima generación para la gestión térmica en la electrónica ".
El trabajo de Maroo se ha publicado en su totalidad en la revista de alto impacto de Nature Publishing Group Informes científicos . En el interior, Maroo elabora sus métodos y logros científicos de esta investigación, que incluyen la formación y el análisis de una burbuja de estado estable en superficies hidrofílicas amantes del agua e hidrofóbicas repelentes al agua con gases desgasificados y regulares que contienen aire disuelto. agua; obtención de imágenes in situ de la región de la línea de contacto para medir el ángulo de contacto de una burbuja de vapor y análisis para determinar el límite superior del coeficiente de transferencia de calor posible en la ebullición nucleada que se obtiene utilizando mediciones experimentales de la microcapa el líquido delgadopelícula.
Esta investigación cuenta con el apoyo de la National Science Foundation con la subvención núm. 1445946. An Zou, quien fue estudiante de doctorado de Maroo y primer autor del artículo publicado, se graduó con éxito con su doctorado y actualmente es undoc en la Universidad de Michigan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Syracuse . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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