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INNOVAZIONE/ Basterà premere un interruttore per controllare l’ebollizione (anche nelle centrali)

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Una fase degli esperimenti al Device Research Laboratory del MIT  Una fase degli esperimenti al Device Research Laboratory del MIT
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Così come per la condensazione e per la formazione di gocce di pioggia, si richiede un "seme", ad esempio una particella di polvere, per avviare il processo di nucleazione, altrettanto le bolle formate da acqua bollente richiedono una nucleazione. Piccole irregolarità su una superficie metallica possono fornire tali punti di nucleazione, ma se la superficie è idrofila la formazione di bolle è inibita. Per modificare la bagnabilità delle superfici metalliche, a differenza di altri approcci che si basano sulla creazione di precise lavorazioni superficiali alla nanoscala, questo sistema fa uso delle minuscole irregolarità che esistono naturalmente su una superficie metallica e non richiede particolari trattamenti. Con questo lavoro il gruppo del MIT ha dimostrato che è possibile modificare attivamente il tasso di nucleazione, cosa che finora non era ritenuta possibile.

Poter controllare attivamente il tasso di formazione di bolle, a sua volta, permette di controllare la velocità di trasferimento di calore tra il metallo e il liquido. Questo potrebbe consentire di rendere più efficienti le caldaie delle centrali o di altre applicazioni; gli attuali criteri progettuali infatti richiedono un margine di sicurezza per evitare la possibilità di punti troppo caldi che potrebbero danneggiare seriamente l'impianto.

Dal momento che la maggior parte delle centrali operano ad un tasso costante la maggior parte del tempo, essere in grado di controllare la velocità di trasferimento di calore dinamicamente potrebbe migliorare l'efficienza durante le rampe in su o in giù dalla piena potenza, rendendo più facile fare regolazioni in tempo reale senza perdere efficienza. Analogamente, il raffreddamento del liquido nell'elettronica ad alte prestazioni potrebbe anche essere reso più efficiente potendo controllare il tasso di gorgogliamento per evitare il surriscaldamento nei punti caldi.

In sostanza il nuovo sistema offre la possibilità di scegliere il miglior profilo di trasferimento di calore momento per momento, in base alle necessità, invece di dover scegliere un solo tipo di comportamento; si potranno quindi avere caldaie in grado di rispondere ai cambiamenti rapidi e così introdurre un ulteriore fattore di flessibilità nella rete elettrica.

Ora gli ingegneri del MIT dovranno superare il test più difficile: quello del convincimento dei gestori delle centrali, in genere molto prudenti nell’apportare modifiche ai loro processi. Questo sistema però ha dalla sua che richiede solo poche modifiche relativamente modeste e quindi un impianto dimostrativo potrebbe bastare per dimostrare il concetto e i suoi vantaggi a livello operativo. Wang è tuttavia consapevole che solo con la gestione di un sistema su vasta scala sarà possibile dimostrare che i benefici superano i costi di installazione.



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