Исследователи из Новосибирского государственного университета и Института теплофизики СО РАН совершили прорыв в изучении процессов кипения жидкостей. В рамках международного проекта RUBI им впервые удалось экспериментально наблюдать и смоделировать рост одиночного парового пузыря в условиях невесомости на борту Международной космической станции.
Эксперимент проводился с помощью специальной установки Reference mUltiscale Boiling Investigation (RUBI), доставленной на МКС шесть лет назад.
«В «земных» условиях влияние растворенных газов в жидкости может подавляться естественной конвекцией. При невесомости этого не происходит и их проявление в целом положительно влияет на процесс роста пузыря. Мы выяснили, что, варьируя содержание растворенных газов в жидкости, можно влиять на процессы формирования и роста пузыря. С помощью этих данных мы сможем прогнозировать процесс роста пузырей в жидкости с любым содержанием растворенных газов, в том числе в космосе», — подытожил старший преподаватель Физического факультета НГУ Федор Роньшин.
Пузыри пара росли до рекордных размеров, не отрываясь от нагревательной поверхности, что невозможно в земных условиях.
Открытием стало влияние растворенных газов на динамику кипения. Ученые установили, что даже минимальное содержание газов в жидкости предотвращает схлопывание пузырьков и значительно ускоряет их рост благодаря термокапиллярным эффектам. Полученные данные уже легли в основу двух публикаций в ведущих международных научных журналах.
По словам Роньшина, анализ полученных с МКС данных продолжается и займет еще не менее пяти лет.
«Полученные результаты будут иметь как фундаментальное значение для физики тепломассообмена и кипения, так и прикладное — они позволят создать более эффективные системы охлаждения для космических аппаратов и орбитальных станций, где кипение является перспективным методом отвода высоких тепловых потоков в условиях невесомости», — сообщил Федор Роньшин.
