以100倍的效率在几秒钟内除霜表面

时间：2022-02-20 10:25:05 来源：

一组研究人员通过直接熔化界面层来设计了一种滑动冰和霜表面的方法。

未来，由于冰是延迟的飞行将不会导致崩溃。

伊利诺伊大学的一群研究人员在Urbana-Champaign和Kyushu大学制定了一种方法，从而实现了从表面上的高效去除冰和霜，使用不到1％的能量和传统除霜所需时间的0.01％方法。

该组描述了应用物理字母中的方法，来自AIP发布。研究人员建立了一种从顶层熔化所有冰或霜的传统除霜，而是建立了一种融化了表面和冰相遇的冰的技术，因此冰可以简单地滑动。

“由于需要进行间歇性除霜，”这项工作是由建筑能源系统和制冷系统的大能效率损失的动力。必须关闭系统，加热工作流体，然后需要再次冷却，“UIUC的作者Nenad Miljkovic说。“当您想到运行间歇性除霜周期的年度运营成本时，这会吃很多能量。”

据作者称，传统系统中最大的低效率来源是用于去冰的大部分能量进入加热系统的其他部件，而不是直接加热霜或冰。这会增加能耗和系统停机时间。

研究人员制定了一种方法，可以非常有效地从表面上除去冰和霜，使用小于1％的能量，低于传统除霜方法所需的时间较少0.01％。研究人员建立了一种从顶层熔化所有冰或霜的传统除霜，而是建立了一种融化了表面和冰相遇的冰的技术，因此冰可以简单地滑动。他们描述了他们在应用物理信件中的工作。该图像显示（a）薄层的ITO涂层，其适用于基板进行去冰; （b）ITO随着电流加热，水在界面熔化，允许冰在重力下滑动; （c）去结冰期间的时间间隔图像。

相反，研究人员提出了一种非常高电流的脉冲，其中冰和表面相遇以产生一层水。为了确保脉冲达到预期的空间而不是熔化暴露的冰，研究人员涂布氧化铟锡（ITO）的薄涂层 - 经常用于除霜的导电膜 - 到材料表面。然后，他们将其余部分放在重力下。

为了测试这一点，科学家解冻了一个小玻璃表面，冷却到减去15.1摄氏度 - 与南极的最温暖的部分一样冷，而不是71摄氏度 - 比南极的最冷的部分更冷。选择这些温度分别为模拟加热，通风，空调和制冷应用和航空航天应用。在所有测试中，均以不到一秒的脉冲将冰去除。

在真实的3D系统中，气流会辅助重力。“在规模，这一切都取决于几何形状，”Miljkovic说。“然而，这种方法的效率肯定仍然比传统方法要好得多。”

该小组还没有像飞机一样研究更复杂的表面，但他们认为这是一个明显的未来步骤。

“它们是一种自然的延伸，因为它们快速行驶，因此冰上的剪切力很大，这意味着只需要融化的界面处的非常薄的层，以便去除冰，”Miljkovic说。“Pum Out需要如何与ITO一起涂抹弯曲的组件，并提出我们需要多少能量。”

研究人员希望与外部公司合作在扩大他们的商业化方法方面。

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这篇文章“脉冲界面除霜”由S. Chawan，T. Foulkes，Y.Gurumukhi，K. Boyina，K.f撰写撰写。拉比和N. Miljkovic。文章出现在应用的物理字母中（DOI：10.1063 / 1.5113845）可以访问http://aip.scation.org/doi/full/10.1063/1.5113845。

有关该研究的更多信息，请参阅技术以在几秒钟内有效地脱冰表面。

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