Новости

«Эффект Cheerios» открывает высокоэффективный сбор воды

"Эффект Cheerios" открывает высокоэффективный сбор воды

Знаете, когда вы наливаете молоко в миску с хлопьями для завтрака, плавающие хлопья начинают слипаться? В механике жидкости это явление известно как «эффект Чириоса». Оно вдохновило на разработку уникальной, но более эффективной системы сбора воды, которая может быть особенно полезна в засушливых регионах.

Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии покрыли поверхность смазочной пленкой и обнаружили, что это заставляет капли воды соединяться быстрее, что похоже на эффект Чириоса.

«Мы заинтересованы в разработке поверхностей, которые могут способствовать конденсации воды, которая имеет важные применения в области теплопередачи и сбора воды», — сказал Маркус Лин, возглавлявший исследование. «Подумайте о воде, конденсирующейся на холодной банке из-под газировки. Капли смогут двигаться только тогда, когда они станут достаточно большими, чтобы сила тяжести могла их тянуть вниз».

Исследователи полагали, что добавление тонкой масляной пленки смазывает поверхность, заставляя капли воды двигаться быстрее, освобождая место для дальнейшей конденсации капель и тем самым увеличивая скорость конденсации. Это сработало. Но реакция капель воды их удивила.

Они наблюдали, как капли конденсата размером от десятков микрон до нескольких миллиметров участвуют в спонтанном и сложном коллективном «танце». Капли двигались змееподобно, пока смазка не иссякла, после чего они перешли на круговое движение. Поскольку движущиеся капли постоянно перераспределяли смазку по поверхности, они возобновляли свой извилистый танец.

«Сначала они двигались змеевидно, затем перешли в круговые движения, а затем снова вернулись», — сказал Лин. «Эти движения происходили в масштабах от микрометров до нескольких сантиметров и продолжались часами».

"Эффект Cheerios" открывает высокоэффективный сбор воды

Эффект Cheerios в полный … effectDepositphotos

Как Cheerios в молоке, капли конденсата в масле притягивались к соседним каплям. Самодвижение более крупных капель было обусловлено энергией, высвобождаемой при их слиянии с более мелкими каплями на своем пути.

Исследователи утверждают, что существуют устройства, которые могут эффективно улавливать воду из воздуха посредством простой конденсации, без затрат энергии. , широко ценятся по мере роста нагрузки на источники пресной воды. Это имеет особое значение в засушливых регионах, таких как Саудовская Аравия.

«Оптимизируя коллективное движение конденсирующихся капель, мы можем значительно увеличить скорость конденсации и, следовательно, разработать более эффективные системы сбора воды», — сказал Лин.

Исследователи планируют продолжить изучение того, что движет сложным танцем капель, в частности, переходом от змеевидного движения к круговому.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters. .

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»