一种新的方式来删除|冰集结力量或化学物质

时间:2018-09-01 02:01来源: 作者: 点击:
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从飞机机翼、架空电线到巨型风力涡轮机的叶片, 冰的积累会导致问题从受损的表现到灾难性的失败。 但预防建设通常需要能源密集型加热系统或环境有害的化学喷剂。 现在, 麻省理工学院的研究人员已经开发出一种完全被动的, 太阳能的方式打击冰积聚。

系统是非常简单的, 基于三层材料可以应用,甚至喷到表面处理。 它收集太阳辐射, 将其转换为热能, 和传播融化周围的热量,这样不仅仅是局限于地区直接暴露到阳光。 和, 一旦应用, 它不需要进一步的行动或电源。 它甚至可以做晚上除冰工作, 使用人工照明。

今天在《华尔街日报》描述的新系统科学的进步, 在一篇由麻省理工学院的机械工程副教授Kripa瓦拉纳西和博士后Susmita破折号和德·鲁伊特Jolet。

“飞机结冰是一个主要的问题, 为风力涡轮机, 电线, 海上石油平台, 和许多其他的地方,” 瓦拉纳西说。 “传统的方法是除冰喷雾剂或通过加热, 但这些问题。”

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灵感来自太阳

常用的除冰喷雾剂对飞机和其他应用程序使用乙二醇, 一种化学物质对环境不友好。 航空公司不’喜欢用主动加热, 对成本和安全原因。 瓦拉纳西和其他研究人员调查了使用被动的超疏水表面,防止结冰, 但这些涂料可以通过结霜受损, 往往填补的微观纹理表面ice-shedding属性。

作为一个替代的调查, 瓦拉纳西和他的团队认为是太阳发出的能量。 他们想要看到的, 他说, 是否 “有一种方法来捕捉热量,使用它在一个被动的方法。” 他们发现有。

它’年代没有必要产生足够的热量融化冰的体积,形式, 研究小组发现。 所有的’需要的是对边界层, 的地方遇到的冰表面, 足以创建一个薄层融化的水, 这将使表面滑所以任何冰就马上。这就是团队取得了三层材料吗’已经开发了。

一层一层地

顶层是一个吸收器, 这陷阱的阳光和将其转换为热量。 材料使用的团队是高效, 吸收入射光的95%, 和失去re-radiation只有3%, 瓦拉纳西说。

原则上, 这一层本身可以帮助防止结霜, 但是有两个局限性:它只会直接在阳光下工作的领域, 大部分的热量会失去,回到基材——飞机机翼或电力线, 例如,不会帮助除冰。

所以, 为了弥补本地化, 团队增加了一个机层,一层很薄的铝, 只有400微米厚, 加热的吸收层上面,非常有效地传播热量横向覆盖整个表面。 材料的选择 “热响应速度不够快,加热速度比冻结,” 瓦拉纳西说。

最后, 底层是泡沫绝缘材料, 防止任何热量被浪费向下,保持它的地方’年代需要, 在表面。

“除了被动除冰, 光热光谱分析陷阱保持高温, 从而防止结冰,” 冲说。

三层, 所有的廉价的商用材料, 然后结合在一起, 表面,可以连着需要保护。 对于某些应用程序, 材料可喷到表面, 一次一层, 研究人员说。

团队进行了广泛的测试, 包括真实的户外测试的材料和详细的实验室测量, 证明了系统的有效性。

“光热光谱分析吸收器的使用是一个聪明的想法,简单的实现,” Manish女子说, 伦敦大学学院教授纳米工程, 他并没有与此相关的研究。 “这些方法并考虑适当包装的可伸缩性, 具体的重量, 等。, 除冰层的重要的现实挑战, 特别是在航空航天应用。 该报还开辟了有趣的可能性在智能和灵活的热包装, 和热超材料的研究,充分发挥其潜力。 整体, 一个很好的进步,” 他说。

该系统能找到更广泛的商业用途, 如对住宅的屋顶板,防止结冰, 学校, 和其他建筑, 瓦拉纳西补充道。 系统上的团队正计划继续工作, 寿命测试和优化方法的应用。 但是基本的系统基本上可以立即申请一些用途, 特别是固定应用程序, 他说。

这项研究是由阿尔斯通和荷兰科学研究组织。

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文章关键词: 一个 系统 表面 材料 热量

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