Магнитные наночастицы помогут рассеивать тепло

Частицы, суспендированные в охлажденной воде, способны предотвратить перегрев систем охлаждения на атомных станциях и в электронике.

Системы охлаждения чаще всего основаны на воде, которая подается по трубам для устранения нежелательного повышения температуры. И вот теперь ученые из Массачусетского технологического института нашли способ повышения теплопередачи в подобных системах с помощью магнитных полей. Этот метод поможет предотвратить сбой системы. Новинку можно применять для охлаждения всего, от электронных устройств до атомных реакторов.

Система, основанная на жидком растворе крошечных частиц магнетита, формы оксида железа, описана в издании International Journal of Heat and Mass Transfer исследователями Джакопо Бонджорно, Линь Вэнь Ху и другими.

Ху отметила, что новые результаты — это своеобразная кульминация многолетнего исследования нанофлюидов — наночастиц, растворенных в воде. Новая работа включает эксперименты, в которых нанофлюиды магнетита текут по трубам, причем поток управляется магнитами, помещенными за пределами этих труб.

«Магниты притягивают частицы близко к нагретой поверхности труб, что усиливает передачу тепла жидкости через стенки труб во внешнюю среду», сказала Ху.

Без магнитов жидкость ведет себя как обычная вода, без изменений охлаждающих свойств. Но с магнитами коэффициент теплопередачи выше, а в лучшем случае сразу на 300% выше. Ученых этот эффект весьма удивил.

Обычные методы увеличения теплопередачи в системах охлаждения используют особенности, такие как ребра и углубления на поверхности труб, за счет увеличения взаимодействующей площади поверхности. Это приводит к некоторому совершенствованию теплопередачи, но метод далеко не так эффективен, как в случае с наночастицами и магнитами. Кроме того, существующий метод может быть достаточно дорогостоящим.

Объяснение эффекта новой системы заключается в том, что магнитное поле стимулирует частицы скапливаться вместе, формируя цепеподобные структуры на стороне трубы, наиболее близко расположенной к магниту, нарушая поток и повышая местный температурный градиент.

«Хотя идея эта предлагалась и ранее, не было ее подтверждения на практике», заметила Ху. „Это первая работа, которая демонстрирует систему экспериментально“.

Новинка была бы непрактичной для оснащения всей системы охлаждения, но может оказаться полезной там, где на поверхности труб появляются очаги перегрева. Один из способов состоит в том, чтобы поместить магнитную жидкость внутрь, а магниты за пределами трубы рядом с очагом тепла, увеличивая локально теплопередачу.

«Это аккуратный способ повышения теплопередачи», заявил доцент Бонджорно. „Представьте себе магниты, размещенные в стратегических локациях, и что их можно активировать и выключать. В случае необходимости магниты включаются, и в определенном месте системы запускается ограниченное охлаждение“.

Хотя теплопередачу можно увеличить другими способами, например, просто быстрее закачивая охлаждающую жидкость через систему, такие методы потребляют больше энергии и увеличивают давление в системе, что нежелательно в большинстве случаев.

По словам Бонджорно, новинка обладает богатым потенциалом применения. Например, микрочипы и другие электронные устройства могут иметь участки наибольшего нагрева: для них системы локализованного охлаждения окажется как нельзя кстати.

Забегая вперед, можно предположить, что инновационный метод окажется полезным, в том числе для атомных реакторов, также обладающих очагами нагрева, в которых температура намного превышает средние значения.

«Но все это возможно лишь в будущем, а пока мы заложили базис или даже точку отсчета, продемонстрировав сам эффект», заключили исследователи.

21.11.2013




Нано



Ученые придумали, как усилить свойства композитовУченые придумали, как усилить свойства композитов

Материаловеды из политехнического институ...

Носимую электронику больше не будут клеить на тканьНосимую электронику больше не будут клеить на тка...

Стремление создать доступную, прочную и м...

Поляризованный свет необычно влияет на золотые наночастицыПоляризованный свет необычно влияет на золотые на...

Ученые из университета Райса в ходе ...

Светящиеся растения из Аватара появятся на ЗемлеСветящиеся растения из Аватара появятся на Земле

Все помнят эти удивительные люминесцентны...

Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелео

Новинка позволит продвинуться в области г...

Разработана искусственная кожа на основе графенаРазработана искусственная кожа на основе графена

Исследователям из Университета Глазго уда...

Печатные электронные устройства сделают вечнымиПечатные электронные устройства сделают вечными

Группа инженеров из Калифорнийского униве...

Графен поможет выращивать уникальные двумерные полупроводникиГрафен поможет выращивать уникальные двумерные по...

Новый метод производства позволит получать дву

Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ультразвукМолекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул...

Во всем мире ультразвуковая визуализация приме...

Эффективность не измеряется измерениямиЭффективность не измеряется измерениями

В это сложно поверить, но не вс...

Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживуюСамосборку нанокристаллов можно увидеть вживую

Превращение простых коллоидных частиц &md...

Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с волнойСамое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с...

Физики из Калифорнийского университета в&...

Создан очень гибкий и эластичный материал из нанотрубокСоздан очень гибкий и эластичный материал из нано...

Китайские ученые создали инновационный материа...

Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и молнийПокрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и...

Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр...

Теплопроводностью можно управлять с помощью наноструктурТеплопроводностью можно управлять с помощью нанос...

Теплопроводность — знакомое каждому...

Белый графен поможет раскрыть потенциал черного графенаБелый графен поможет раскрыть потенциал черного г...

Изготовление идеального монослоя так назы...

Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводомСоздана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом

Наносубмарины хотя и не совсем готов...

Для повышения предела чувствительности спектроскопии ученые смяли наночастицыДля повышения предела чувствительности спектроско...

Увеличив площадь поверхности графен-золотых на...

Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного примененияКазанские ученые представили нанокомпозит исключи...

Публикация исследователей из Казани и&nbs...

Генераторы углеродных нанотрубок давно среди насГенераторы углеродных нанотрубок давно среди нас

Ученые предположили, что, возможно, автомобили...

Доказана возможность использования наноколец в солнечных батареяхДоказана возможность использования наноколец в со...

Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн...

Созданы моторчики, которые заводятся от обычного светаСозданы моторчики, которые заводятся от обычного ...

Удивительно, но это факт: чтобы акти...

Совершен прорыв в области левитирования нанообъектовСовершен прорыв в области левитирования нанообъек...

Исследователи из Рочестера впервые добили

Открыт синтез нового наноматериалаОткрыт синтез нового наноматериала

Сотрудники технического университета Луизианы ...

Как наноцентр помогает ученым улучшать мирКак наноцентр помогает ученым улучшать мир

Вот уже год Центр нанотехнологий Рес...

Ученые намерены масштабировать производство диэлектриков для хранения энергииУченые намерены масштабировать производство диэле...

Простые в изготовлении, дешевые, легкие, ...

Покрытые графеном конденсоры увеличивают эффективность электростанцийПокрытые графеном конденсоры увеличивают эффектив...

Большинство электростанций в мире, работа...

Впервые точно измерены взаимодействия атомов и углеродных поверхностейВпервые точно измерены взаимодействия атомов и уг...

Физики из университета Вашингтона провели...

Материалы со сменой фазы подразумевают обширный спектр примененияМатериалы со сменой фазы подразумевают обширный с...

Ученые из Брукхэйвенской национальной лаб...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Динамично развивающийся бренд смартфонов realme подтвердил выход на российский рынок в июнеДинамично развивающийся бренд смартфонов realme подтве
Инновационный подводный дрон PowerDolphin от PowerVision получил золотую премию ЭдисонаИнновационный подводный дрон PowerDolphin от PowerVisi
Параметры выбора чекового принтераПараметры выбора чекового принтера
Кадастровая карта: цели и преимущества использованияКадастровая карта: цели и преимущества использования
Сервер Cisco UCS C480 M5: основные характеристики и возможности оборудованияСервер Cisco UCS C480 M5: основные характеристики и во