Как использовать отработанное тепло: открытие японских ученых

Энергоэффективность — это не просто модное слово, а ключ к устойчивому развитию. Но как часто мы задумываемся о том, сколько энергии буквально улетает в трубу?

Например, на заводах и фабриках огромное количество тепла просто выбрасывается в атмосферу, особенно если его температура ниже 230 °C. Это тепло можно использовать, но для этого нужны технологии, которые помогут его собрать, сохранить и доставить туда, где оно пригодится.

Результаты опубликованы в издании Experimental Thermal and Fluid Science.

Исследователи из Японии под руководством доцента Шунсуке Абэ из Университета Синсю решили разобраться, как это сделать эффективнее. Они сосредоточились на эритритоловой суспензии — смеси, которая может стать идеальным теплоносителем. Эритритол — это сахарный спирт, который при изменении температуры способен поглощать или выделять большое количество тепла. Ученые изучили, как эта смесь ведет себя при движении по трубам, и разработали формулу, которая помогает предсказать ее свойства.

В своих экспериментах команда пропускала суспензию через трубы и измеряла, как меняется давление и скорость потока в зависимости от концентрации частиц эритритола и плотности жидкости. Оказалось, что чем больше частиц в смеси, тем сильнее меняется ее вязкость — она становится менее густой при быстром движении. Это свойство, называемое неньютоновским поведением, важно учитывать при проектировании систем для транспортировки тепла.

Мы обнаружили, что число Рейнольдса — параметр, который описывает, как частицы взаимодействуют с жидкостью, — играет ключевую роль в прогнозировании поведения суспензии. Это открытие поможет нам создавать более эффективные системы для переноса тепла, — объясняет доктор Абэ.

Где это можно применить

• Заводы и электростанции: Эритритоловая суспензия может собирать тепло, которое обычно теряется, и доставлять его туда, где оно нужно, например, для обогрева зданий или использования в других процессах.
• Системы отопления: Такие смеси могут накапливать тепло ночью, когда электроэнергия дешевле, и отдавать его днем, снижая нагрузку на энергосистему.
• Когенерационные установки: Эти системы одновременно производят электричество и тепло. Использование суспензий позволит сохранять избыточное тепло и использовать его позже, повышая общую эффективность.

Это исследование — шаг к тому, чтобы сделать нашу жизнь более энергоэффективной и экологичной. Вместо того чтобы выбрасывать тепло в воздух, мы можем использовать его с умом, снижая выбросы углекислого газа и экономя ресурсы.

Ранее ученые выяснили, что нанопокрытие удваивает эффективность теплопередачи.

11.03.2025