Durante décadas, se ha entendido que la repelencia al agua es necesaria para que las superficies eliminen la acumulación de condensación, como las gotas de agua que se forman en los condensadores de las centrales eléctricas para reducir la presión. Una nueva investigación muestra que la necesidad de la repelencia al agua no está clara y queLa resbaladiza entre las gotas y la superficie sólida parece ser más crítica para eliminar la condensación. Este desarrollo tiene implicaciones para los costos asociados con la generación de energía y tecnologías como la descongelación de superficies para líneas eléctricas y aviones.
Los hallazgos del estudio, dirigido conjuntamente por el profesor de ciencias mecánicas e ingeniería de la Universidad de Illinois, Nenad Miljkovic, y el profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial Arun Kota de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, se publican en la revista Avances científicos .
En muchos sistemas naturales e industriales, el calor se transfiere a través de la condensación. Este tipo de transferencia de energía ocurre más eficientemente cuando el vapor se condensa en una superficie en forma de gotas en lugar de películas, dijeron los investigadores. Las gotas deben ser móviles para mantener la superficie limpiapara una transferencia de energía continua y eficiente, y una superficie resbaladiza ayuda enormemente.
Miljkovic dijo que determinar cómo crecen y se unen las gotas de condensación durante la condensación es un área de la ciencia que no se ha revisado en mucho tiempo. Los investigadores plantearon la hipótesis de que la superficie de condensación, llamada humectante o no humectante, depende de su capacidad para atraer orepele el agua: no importa cuando se trata de mantener la superficie libre de gotas, al contrario del pensamiento aceptado.
Para probar esto, el equipo de Kota desarrolló una superficie sólida única que se humedece y resbala simultáneamente a las gotas de agua. "Esto es contra-intuitivo, porque las gotas tienden a adherirse a las superficies humectantes y no se deslizan o deslizan fácilmente sobre ellas".dijo.
El equipo de Miljkovic usó imágenes de gotas de tiempo formadas en estas superficies sólidas únicas para medir el ángulo de contacto entre las gotas y la superficie y para contar cuántas gotas existen dentro de diferentes rangos de tamaño a medida que se unen.
"Descubrimos que cuando las superficies sólidas son resbaladizas, las gotas condensadas se unirán con las gotas circundantes y se desprenderán de la superficie, ya sea que se trate de una superficie mojada o no mojada", dijo Kota.
Esta observación implica que es posible utilizar una mayor variedad de materiales como superficies de condensación, no solo repelentes al agua.
"En lugar de usar superficies especializadas de polímeros, que son difíciles de adherir al metal y solo duran unos pocos meses, las centrales eléctricas pueden usar materiales humectantes más duraderos para eliminar el agua, como cerámica o metal que ha sido diseñado paraser resbaladizo y podría durar 10 años o más ", dijo Miljkovic." Este mismo concepto es valioso en otras aplicaciones, también, como crear nuevas superficies de deshielo para las alas y líneas eléctricas de los aviones y recubrimientos para derramar agua para aplicaciones de energía en edificios., sistemas de ventilación y acondicionamiento. "
Los investigadores informan que hay desafíos que superar al desarrollar nuevos materiales sólidos humectantes y resbaladizos para su uso en superficies de condensación. Los materiales deberán ser químicamente y texturalmente uniformes, lo que aún puede ser costoso, dijeron.
"Este trabajo no solo demuestra una idea previamente inexplorada de usar superficies sólidas duraderas y humectantes bien diseñadas para lograr una alta movilidad de gotas, sino que también proporciona una nueva visión de la teoría científica fundamental detrás de la condensación", dijo Miljkovic.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de Noticias . Original escrito por Lois Yoksoulian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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