Alors que la personne moyenne associe l'ébullition à la préparation du dîner, le processus est également largement utilisé pour transférer la chaleur à travers les surfaces. Il est utilisé dans les réfrigérateurs, dans les chaudières industrielles et même sur la station spatiale internationale pour rejeter la chaleur de ses systèmes dans l'espace. En réalité, environ 90 pour cent de l'électricité aux États-Unis est produite par des turbines à vapeur, qui nécessitent des chaudières. Une ébullition plus efficace peut entraîner d'importantes économies d'énergie et de coûts. C'est pourquoi les chercheurs continuent d'étudier le processus.

Le professeur adjoint Shalabh Maroo du Collège d'ingénierie et d'informatique a découvert une nouvelle façon d'améliorer l'efficacité du transfert de chaleur par ébullition. Présenté dans une publication récente de Langmuir , Les recherches de Maroo améliorent le flux de chaleur critique (CHF) - le transfert de chaleur pratique maximal lors de l'ébullition.

"Même si l'ébullition est étudiée depuis plus de 50 ans, nous avons introduit et validé un nouveau mécanisme pour augmenter le transfert de chaleur à l'ébullition, " dit Maroo.

Le nouveau mécanisme développé par Maroo et ancien Ph.D. étudiant An Zou '15 est basé sur l'évaporation précoce de la microcouche, qui est un mince film liquide présent à la base d'une bulle. Des micro-rainures en surface séparent la microcouche et la déconnectent du liquide en vrac, l'amener à s'évaporer plus tôt, entraînant ainsi une augmentation du taux de croissance de la bulle, fréquence de départ et CHF. Par rapport à une surface plane, il y a une amélioration d'environ 120 % de l'ICC avec seulement une augmentation d'environ 18 % de la surface, la plus élevée de ces améliorations rapportée dans la littérature. Avant la découverte de Maroo, les chercheurs ont amélioré le CHF en modifiant la surface où le transfert de chaleur a lieu en augmentant la densité du site de nucléation, améliorer la mouillabilité de la surface ou l'effet de mèche, séparation des voies pour les flux de liquide et de vapeur, et augmenter la rugosité de surface.

La découverte de Maroo permettra de coupler le nouveau mécanisme avec des mécanismes existants pour repousser davantage les limites du transfert de chaleur par ébullition, permettre la conception de micro et nanostructures pour obtenir le transfert de chaleur souhaité à l'ébullition, et faire progresser la technologie de nouvelle génération de gestion thermique de l'électronique.