Vi eble vidis ĝin en kuireja kuirilaro aŭ malnovaj akvotuboj: malmola, mineral-riĉa akvo lasos skvamajn kuŝejojn kun la tempo. Ĝi okazas ne nur en tuboj kaj kuirilaroj hejme, sed ankaŭ en tuboj kaj valvoj, kiuj transportas petrolon kaj naturan gason, kaj tubojn, kiuj transportas malvarmigan akvon en elektrocentraloj. Estas konate, ke skalo povas kaŭzi neefikecon, malfunkcion kaj prizorgajn problemojn. En la petrolo kaj gasindustrio, skalo foje kondukas al kompleta fermo de funkciigado de putoj, almenaŭ provizore. Sekve, solvi ĉi tiun problemon povas alporti grandegajn rekompencojn. Nun, teamo de MIT-esploristoj elpensis eblan solvon al ĉi tiu grandega sed malmulte konata problemo. Ili trovis, ke nova surfaca traktado—inkluzive de nano-teksturado de la surfaco kaj poste aplikado de lubrika fluido—povas redukti la indicon de skalformado almenaŭ dek fojojn. Ĉi-semajne, la rezultoj de la esplorado estis publikigitaj en la Journal of Advanced Materials Interface. La papero estis verkita de diplomiĝinta studento Srinivas Subramanyam, postdoktoriĝa samideano Gisele Azimi, kaj Kripa Varanasi, lektoro pri mara utiligo en la Sekcio de Mekanika Inĝenierado ĉe MIT. "Vi povas vidi [skalon] preskaŭ ie ajn," diris Varanasi. En la hejmo, tiuj enpagoj estas plejparte ĝeno, sed en industrio, ili povas konduki al "produktiveco-redukto, kaj la metodo de forigo [ili] povas esti damaĝa al la medio", kutime implikante la uzon de severaj kemiaĵoj. En elektrocentraloj kaj sensaligaj plantoj, skalo povas kaŭzi signifajn efikecperdojn ĉar ĝi funkcias kiel termika baro kaj influas malvarmigon aŭ kondensadon en la varmointerŝanĝilo. La problemo estiĝas ĉar akvo kutime enhavas multajn solvitajn salojn kaj mineralojn. La kapablo de akvo solvi ĉi tiujn substancojn dependas de solvebleco, do se la akvo malvarmiĝas aŭ vaporiĝas, la solvaĵo povas iĝi trosaturita: ĝi enhavas pli da dissolvitaj substancoj ol ĝi povas teni, do iuj substancoj komencas elflui. Kiam la varma kaj humida aero subite malvarmiĝas kiam ĝi renkontas pli malvarman surfacon, ĝi kaŭzos nebulon sur la malvarma vitro, kio estas la sama principo. Plejofte, inĝenieroj solvas ĉi tiun problemon per tro-projektado de la sistemo, Varanasi diris: Uzu multe pli grandan tubon ol bezonata, ekzemple, estas atendite, ke malpurigo kaŭzos partan blokadon, aŭ pli grandan surfacareon, en ĉi tiu kazo Varmo-interŝanĝilo. sub. Subramanyam atentigas, ke ĉi tiu problemo ne estas nova: "Antikvaj kuiriloj havas tian amasiĝon," li diris. "Ni ankoraŭ ne havas bonan solvon." Kvankam ĝi ankoraŭ devas esti pruvita sur industria skalo, la nova metodo evoluigita fare de la MIT-teamo povas havi signifan efikon al la rapideco de skalformado, kaj en multaj kazoj povas malhelpi ĝin tute ĝin. Ilia metodo sonas simpla: efike nanoteksturado de la surfaco kaj plenigi la rezultan teksturon per lubrikaĵo. La teksturo plejparte dependas de la grandeco de la ŝvelaĵoj kaj sulkoj produktitaj; la preciza formo ŝajnas ne gravas. Tial, diversaj teknikoj povas esti uzataj por krei ĉi tiun teksturon - inkluzive de aplikado de teksturita tegaĵo sur la surfaco aŭ kemie akvaforti ĝin modloko. La esploristoj ankaŭ priskribis procezon por elekti taŭgan lubrikaĵon, kiu ne nur pliigas la energian barieron formitan de skalo, sed ankaŭ disvastiĝas al teksitaj solidoj, igante la surfacon "glata" kaj reduktante nukleadon kiu povas esti uzata por skalo-formado. Retejo. Antaŭaj provoj malhelpi aŭ redukti skalformacion kutime implikas aldoni tegaĵon (kiel ekzemple Teflono) al la surfaco por malhelpi mineralojn ligado al ĝi. Varanasi klarigis, ke la problemo kun ĉi tiu metodo estas, ke ĉi tiuj tegaĵoj eluziĝas, same kiel la tegaĵoj sur negluitaj patoj ofte degradas kun uzo. Li diris, ke eĉ se estas malgranda truo en la tegaĵo, ĝi disponigas lokon por ke skalo komencas formiĝi. Uzante la novan metodon, post kiam la nano-teksturo estas formita sur la surfaco, oleo aŭ alia lubrika fluido estas aplikata al la surfaco. Varanasi diris, ke etaj nanoskalaj kaneloj kaptas ĉi tiun likvaĵon kaj tenas ĝin firme en loko per kapilara ago. Male al solidaj ne-gluiĝaj tegaĵoj, likvaĵo povas flui por plenigi ajnajn interspacojn, disvastiĝi sur la surfaca teksturo, kaj se iuj estas forlavitaj, ĝi povas esti replenigita senĉese. "Eĉ se estas mekanika damaĝo, la lubrikaĵo povas reveni al tiu surfaco," diris Subramanyam. "Ĝi povas konservi sian glatecon dum longa tempo." Ĉar ĉi tiu lubrika tavolo estas tre maldika—nur kelkcent nanometrojn dika—ĝi bezonas nur malgrandan kvanton da lubrikaĵo por protekti surfacon dum jardekoj. Varanasio diris, ke rezervujo konstruita en sekcio de la dukto povas disponigi lubrikadon dum la tuta vivo de la ekipaĵo. En la kazo de naftoduktoj, "lubriko jam ekzistas", la oleo kaptita de la surfaca teksturo povas protekti la surfacon de la dukto. Jurgen Rühe, estro de la Laboratorio de Interfaco-Kemio kaj Fiziko ĉe la Universitato de Freiburg, ne estis implikita en la studo, dirante, ke ĝi reprezentas "tre gravajn malkovrojn kaj gravajn sciencajn progresojn." Li nomis la metodon de la teamo redukti skalformadon "nova kaj kreiva" kaj diris "ĝi povas havi eblan efikon al ĉiuj areoj kie akvo estas varmigita kaj vaporo estas generita." La esploristoj diris, ke post pliaj laboratoriotestoj por determini la plej bonan por aparta apliko Post la lubrikaĵo kaj tekstura metodoj, la sistemo povas esti preta por komerca apliko en nur tri jaroj. Ĉi tiu laboro estis subtenata de la MIT-Energia Iniciato.
Afiŝtempo: Dec-08-2021
