(c) Graphicstock

Nový pancíř zvládne chlazení kapalinou až do 1 000 °C

Při chlazení kapalinou představuje známý problém tzv. Leidenfrostův jev. Na povrchu rozpáleného kovu se vytváří vrstva páry, chladicí kapalina pak může jen obtížně přilnout k povrchu a pára funguje jako izolant. K tomuto jevu dochází, je-li teplota pevné látky výrazně vyšší než bod varu kapaliny. Proto se v takových případech často používá chlazení vzduchem, ten má ale zase nižší tepelnou kapacitu.

Viz také: Tanec kapek vody na rozpálené plotně známe. S ledem je to ještě zajímavější

Výzkumný tým vedený vědci z City University of Hong Kong nedávno navrhl strukturovaný tepelný pancíř (structured thermal armor, STA), který dosahuje účinného chlazení kapalinou i při teplotách nad 1 000 °C. Tento průlomový objev může být podle jeho autorů využit v leteckých a kosmických motorech, stejně jako zlepšit bezpečnost a spolehlivost jaderných reaktorů příští generace.
Nový materiál je složen z více vrstev a má speciální tepelné i geometrické vlastnosti. V STA jsou na sebe navrstveny pevné, tepelně vodivé vyčnívající sloupky, které slouží jako tepelné mosty podporující přenos tepla; dále materiál obsahuje vloženou tepelně izolační membránu určenou k nasávání a odpařování kapaliny a podpovrchové kanálky ve tvaru písmene U, které odvádějí páru. Celé uspořádání brání vzniku Leidenfrostova jevu až do 1 150 °C a umožňuje účinné a řiditelné chlazení v celém teplotním rozsahu od 100 °C do více než 1 150 °C. Navíc se tento plášť dá vyrobit tak, že bude pružný, takže nebude nutné ho navrhovat pro každý speciální případ (konkrétní motor, reaktor…) zvlášť.
I když se jedná o materiál se sofistikovaně upraveným povrchem, ve studii se mimochodem nepoužívá výraz metamateriál.

Zuankai Wang, Inhibiting the Leidenfrost effect above 1,000 °C for sustained thermal cooling, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-021-04307-3. www.nature.com/articles/s41586-021-04307-3
Zdroj: City University of Hong Kong / Phys.org

Mikrobiom psů je podobně zajímavý jako u lidí

Mikrobiom dnes pokládáme za výrazný faktor ovlivňující náš zdravotní stav. Konkrétní podoba mikrobiomu závisí na …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close