Ученые нашли способ быстрого охлаждения оборудования в сфере энергетики

Энергонасыщенное оборудование требует эффективного и быстрого охлаждения. Ученые Томского политехнического университета протестировали материалы, обладающие одновременно супергидрофильными и супергидрофобными свойствами. Такие материалы называют бифильными. В перспективе они могут быть использованы для систем охлаждения установок.

"Известно достаточно много методов и подходов создания супергидрофобных, супергидрофильных и бифильных конструкционных материалов. Но большинство из них дорогие в реализации и не масштабируемы к деталям, технологическим поверхностям реально действующих установок. Кроме того, их свойства не долговечны. Для решения этой задачи мы создали свой уникальный подход на основе лазерной обработки", - отмечает доцент университета Дмитрий Феоктистов.

Для изготовления бифильных материалов использовались алюминиево-магниевые сплавы. Сначала в микрометровом масштабе на приповерхностном слое образца создавали заданную текстуру. Далее изделие очищали в ультразвуковой ванне. Затем придавали поверхности супергидрофобные свойства. На готовый материал с помощью лазера снова наносили элементы текстуры, придающие ему супергидрофильные свойства.

Готовые изделия политехники испытывали, имитируя работу одной из наиболее эффективных систем охлаждения оборудования в энергетике - спрейную. Ученые регистрировали, как растекается жидкость, в каком направлении, какую занимает площадь, с какой скоростью испаряется, скорость конвективных потоков, их направление и другие характеристики.

Результаты исследования показали, что с поверхности бифильного материала испарение жидкости происходит в разы быстрее. А обработка лазером делает их устойчивыми к коррозии и абразивному износу. Исследовательская работа проводилась при поддержке программы "Приоритет 2030".