Medan den genomsnittliga personen associerar kokning med att laga middag, processen används också i stor utsträckning för att överföra värme över ytor. Det används i kylskåp, i industriella pannor och till och med på den internationella rymdstationen för att avvisa värme från sina system till yttre rymden. Faktiskt, cirka 90 procent av elen i USA genereras av ångturbiner, som kräver pannor. Mer effektiv kokning kan resultera i betydande energi- och kostnadsbesparingar. Det är därför forskare fortsätter att studera processen.

Docent Shalabh Maroo vid tekniska högskolan och datavetenskap har upptäckt ett nytt sätt att förbättra effektiviteten vid kokande värmeöverföring. Finns i en ny publikation av Langmuir , Maroos forskning förbättrar det kritiska värmeflödet (CHF) - den maximala praktiska värmeöverföringen vid kokning.

"Även om kokning har studerats i över 50 år, vi har introducerat och validerat en ny mekanism för att öka kokvärmeöverföringen, säger Maroo.

Den nya mekanismen som utvecklats av Maroo och tidigare doktorand. student An Zou '15 är baserad på tidig avdunstning av mikrolagret, som är en tunn flytande film som finns vid basen av en bubbla. Microridges på ytan skiljer mikrolagret och kopplar bort det från bulkvätska, får det att förångas tidigare, vilket leder till en ökning av bubblans tillväxttakt, avgångsfrekvens och CHF. Jämfört med en vanlig yta, det finns en ~ 120 procent förbättring i CHF med endast en ~ 18 procent ökning av ytarean - den högsta sådana förbättringen som rapporterats i litteraturen. Innan Maroo upptäckte, forskare förbättrade CHF genom att ändra ytan där värmeöverföringen sker genom att öka tätheten för kärnbildningsstället, förbättring av ytvätbarhet eller sugande effekt, separera vägar för vätske- och ångflöden, och ökad ytråhet.

Maroos upptäckt kommer att möjliggöra koppling av den nya mekanismen med befintliga mekanismer för att ytterligare skjuta gränserna för kokande värmeöverföring, möjliggöra design av mikro- och nanostrukturer för att uppnå önskad överföring av värme med kokning, och främja nästa generations teknik för termisk hantering av elektronik.