Jo hawwe it miskien sjoen yn keukengerei of âlde wetterpipes: hurd, mineraalryk wetter sil oer de tiid skalige ôfsettings efterlitte. It komt net allinnich foar yn buizen en kookgerei thús, mar ek yn buizen en kleppen dy't oalje en ierdgas ferfiere, en liedingen dy't koelwetter ferfiere yn enerzjysintrales. It is bekend dat skaalfergrutting ineffisjinsje, downtime en ûnderhâldsproblemen kin feroarsaakje. Yn 'e oalje- en gassektor liedt skaal soms ta folsleine sluting fan eksploitearjende putten, teminsten tydlik. Dêrom kin it oplossen fan dit probleem enoarme beleanningen bringe. No is in team fan MIT-ûndersikers mei in potinsjele oplossing kommen foar dit enoarme, mar min bekende probleem. Se fûnen dat in nije oerflakbehanneling - ynklusyf nano-tekstuering fan it oerflak en dan it oanbringen fan smeerfluid - it taryf fan skaalfoarming kin ferminderje mei op syn minst tsien kear. Dizze wike waarden de resultaten fan it ûndersyk publisearre yn 'e Journal of Advanced Materials Interface. It papier waard skreaun troch ôfstudearre studint Srinivas Subramanyam, postdoctoral fellow Gisele Azimi, en Kripa Varanasi, associate professor fan marine gebrûk yn 'e ôfdieling Mechanical Engineering by MIT. "Jo kinne [skaal] hast oeral sjen," sei Varanasi. Yn 'e hûs binne dizze ôfsettings meast in argewaasje, mar yn' e yndustry kinne se liede ta "produktiviteitsreduksje, en de metoade foar it fuortheljen fan [se] kin skealik wêze foar it miljeu", meastentiids mei it brûken fan hurde gemikaliën. Yn enerzjysintrales en desalinaasjeplanten kin skaal signifikante effisjinsjeferlies feroarsaakje, om't it fungearret as in thermyske barriêre en beynfloedet koeling as kondensaasje yn 'e waarmtewikseler. It probleem ûntstiet omdat wetter meastentiids in soad oploste sâlten en mineralen befettet. It fermogen fan wetter om dizze stoffen op te lossen is ôfhinklik fan de oplosberens, dus as it wetter ôfkuollet of ferdampt, kin de oplossing oerfersêd wurde: it befettet mear oploste stoffen dan it kin hâlde, sadat guon stoffen begjinne te delslaan. As de waarme en fochtige loft ynienen ôfkuollet as it in kâlder oerflak tsjinkomt, soarget it foar fogging op it kâlde glês, dat is itselde prinsipe. Yn de measte gefallen, yngenieurs oplosse dit probleem troch over-ûntwerpen fan it systeem, Varanasi sei: Brûk in folle gruttere piip dan nedich, bygelyks, wurdt ferwachte dat fouling sil feroarsaakje in part blockage, of in grutter oerflak, yn dit gefal Heat Exchanger ûnder. Subramanyam wiist derop dat dit probleem net nij is: "Alde keukengerei hawwe dit soarte fan accumulation," sei hy. "Wy hawwe noch gjin goede oplossing." Hoewol't it is noch net bewiisd op in yndustriële skaal, de nije metoade ûntwikkele troch de MIT team kin hawwe in wichtige ynfloed op de snelheid fan skaalfoarming, en yn in protte gefallen kin foarkomme it folslein it. Har metoade klinkt ienfâldich: effektyf nanoteksturearje fan it oerflak en folje de resultearjende tekstuer mei in smeermiddel. De tekstuer is benammen ôfhinklik fan de grutte fan 'e bulten en grooves produsearre; de krekte foarm liket der net ta. Dêrom kinne in ferskaat oan techniken brûkt wurde om dizze tekstuer te meitsjen - ynklusyf it oanbringen fan in tekstuere coating op it oerflak of it gemysk etsen op it plak. De ûndersikers beskreau ek in proses foar it selektearjen fan in gaadlik smeermiddel dat net allinich de enerzjybarriêre fergruttet dy't foarme wurdt troch skaal, mar ek ferspriedt nei struktureare fêste stoffen, wêrtroch it oerflak "glêd" wurdt en nukleaasje ferminderje dy't brûkt wurde kin foar skaalfoarming. Site. Eardere besykjen om skaalfoarming te foarkommen of te ferminderjen omfetsje gewoanlik it tafoegjen fan in coating (lykas Teflon) oan it oerflak om foar te kommen dat mineralen deroan bine. Varanasi ferklearre dat it probleem mei dizze metoade is dat dizze lagen drage, krekt sa't de coating op non-stick fryingpannen faak degradearje mei gebrûk. Hy sei dat sels as d'r in lyts gat yn 'e coating is, it in plak biedt foar skaal om te begjinnen te foarmjen. Mei help fan de nije metoade, ienris de nano-tekstuer wurdt foarme op it oerflak, oalje of oare smeermiddel wurdt tapast oan it oerflak. Varanasi sei dat lytse groeven op nano-skaal dizze floeistof fange en stevich op syn plak hâlde troch kapillêre aksje. Oars as fêste non-stick-coatings, kin floeistof streame om alle gatten te foljen, ferspriede op 'e oerflaktekstuer, en as guon wurde wosken, kin it kontinu oanfolle wurde. "Sels as der meganyske skea is, kin it smeermiddel weromkomme nei dat oerflak," sei Subramanyam. "It kin syn glêdens foar in lange tiid behâlde." Om't dizze smeerlaach tige tin is - mar in pear hûndert nanometer dik - hat it mar in lyts bedrach fan smeermiddel nedich om in oerflak foar tsientallen jierren te beskermjen. Varanasi sei dat in reservoir boud yn in diel fan 'e pipeline kin smering leverje yn' e hiele libben fan 'e apparatuer. Yn it gefal fan oaljepipelines, "smeermiddel bestiet al", kin de oalje fan 'e oerflaktekstuer it oerflak fan' e pipeline beskermje. Jurgen Rühe, haad fan it Laboratory of Interface Chemistry and Physics oan 'e Universiteit fan Freiburg, wie net belutsen by de stúdzje, en sei dat it "heul wichtige ûntdekkingen en wichtige wittenskiplike foarútgong" fertsjintwurdiget. Hy neamde de metoade fan it team om skaalfoarming te ferminderjen "nij en kreatyf" en sei "it kin in potinsjele ynfloed hawwe op alle gebieten wêr't wetter wurdt ferwaarme en stoom wurdt generearre." De ûndersikers seine dat nei fierdere laboratoarium testen te bepalen de bêste foar in bepaalde tapassing Nei de smeermiddel en texturing metoaden, it systeem kin wêze klear foar kommersjele tapassing yn mar trije jier. Dit wurk waard stipe troch it MIT Energy Initiative.
Post tiid: Dec-08-2021
