Сюрприз для вчених: дивна поведінка рідини під час кипіння дозволить дістатися до далеких планет
Дослідники з'ясували, що дивну поведінку киплячих рідин можна використати для створення космічних кораблів нового покоління.
Зараз вчені займаються тим, щоб створити нові космічні кораблі, які дозволили б астронавтам дістатися найдальших куточків Сонячної системи. Збереження палива та підтримання його у стабільному стані протягом кількох місяців і навіть років є одним із найголовніших інженерних завдань. Вчені виявили дивовижну поведінку киплячих рідин, яка може допомогти вирішити проблеми, пов'язані з подорожами до глибокого космосу. Дослідження опубліковано у журналі npj Microgravity, пише Phys.
Результати дослідження допоможуть спроектувати космічні кораблі, які залежать від надхолодних рідин, що використовуються як ракетне паливо, так і як охолодження для бортової електроніки. Вчені вивчили поведінку рідкого азоту за умов низької гравітації. Внаслідок цього вчені кинули виклик припущенням про кипіння рідин у космосі.
Кипіння грає вирішальну роль як у підтримці стабільної кількості палива, так охолодження бортової електроніки. Для охолодження потрібне посилене кипіння. Воно ефективно відводить тепло, і що більше його, то краще. Але паливо у вигляді рідкого водню та рідкого з кисню випаровується при сильному кипінні.
Інженери тривалий час припускали, що низька гравітація знижує ефективність кипіння, оскільки бульбашки використовують плавучість для відриву від нагрітих поверхонь.
Нове дослідження показало, що низька гравітація покращує відведення тепла за певних умов, але знижує максимальну температуру, яку поверхня могла безпечно витримувати до того, як кипіння стане нестабільним, приблизно на 65%.
До певного моменту кипіння стає ефективнішим, що суперечить існуючим припущенням.
Вчені припускають, що поліпшення кипіння відбувається тому, що бульбашки довше залишаються на нагрітій поверхні в умовах низької гравітації, створюючи надзвичайно тонкий шар рідини між бульбашкою та нагрівачем, який прискорює теплопередачу.
Якщо особливості поверхні можуть посилювати кипіння, їх можна спроектувати так, щоб стримувати його, що можна безпосередньо використовувати для нульового випаровування палива під час тривалих місій в космос, кажуть вчені.
Інші новини науки
- Океани та можливе життя: Венера більше схожа на Землю, ніж передбачалося.