Эффект испарения наконец-то практически полностью изучен специалистами

Эффект испарения наконец-то практически полностью изучен специалистами

Эффектом испарения достаточно просто объяснить падение уровня воды водоёма. Однако эффект испарения также играет важную роль в промышленных процессах. Начиная от охлаждающей электроники и заканчивая выработкой электроэнергии – эффект испарения отмечается повсюду. Большая часть мировых поставок электроэнергии производится паровыми установками, которые приводятся в действие также благодаря отмеченному физическому явлению.

Переход из жидкого состояния к парообразному состоянию

Определение: когда и как быстро жидкость переходит в парообразное состояние, традиционно сопровождается вопросами. Например, как и в какой степени, температура изменяется в точке соприкосновения жидкости с паром? Речь здесь идёт о концепции, известной как скачкообразное изменение температуры.

Эти вопросы долгое время оставались неразрешёнными, ограничивая создание более эффективных процессов с использованием эффекта испарения. И вот теперь, исследовательская группа университета Хьюстона заявила о решении таких вопросов.

Скачкообразное изменение температуры впервые было описано в 1999 году канадскими исследователями, которые, однако, не смогли объяснить это явление с помощью классической механики. Коллеги из Хьюстона предложили новую работу, решающую эту загадку.

Представленное новое понимание устраняет «узкое место», которое усложняет предсказания и моделирование процессов, связанных с переходом жидкости из одного состояния в другое. Учёным удалось продемонстрировать физику того, что происходит в пространстве нескольких молекул на границе раздела. Как результат — точная разработка теории скорости испарения.

Сделанная работа позволила специалистам объяснить все противоречивые выводы, которые не давали специалистам «покоя» последние 20 лет. Фактически удалось раскрыть одну из тайн эффекта испарения.

Прямое моделирование Монте-Карло

Изначально исследования проводились в стенах лаборатории, но в таких условиях не удалось получить необходимое пространственное разрешение для окончательного ответа. Тогда пришлось использовать вычислительный подход, чтобы найти свойства жидкости и пара в пределах длины нескольких молекул.

Объяснение, разработанное с использованием метода прямого моделирования Монте-Карло, позволит учёным более точно моделировать производительность всех систем на основе теории испарения.

Благодаря этому пониманию, открываются возможности более точно разрабатывать моделирование производительности и эффективности, прогнозировать поведение современных систем:

  • энергетики,
  • электроники,
  • фотоники и других областей.

В качестве одного из примеров важности эффекта испарения можно отметить, что 80% электроэнергии в мире вырабатывается паровыми установками, которые работают на основе явлений эффекта испарения.


При помощи информации: UH