Terwijl de gemiddelde persoon koken associeert met koken, het proces wordt ook veel gebruikt om warmte over oppervlakken over te dragen. Het wordt gebruikt in koelkasten, in industriële ketels en zelfs op het internationale ruimtestation om warmte van zijn systemen naar de ruimte af te voeren. In feite, ongeveer 90 procent van de elektriciteit in de Verenigde Staten wordt opgewekt door stoomturbines, waarvoor ketels nodig zijn. Efficiënter koken kan leiden tot aanzienlijke besparingen op energie en kosten. Daarom blijven onderzoekers het proces bestuderen.

Assistent-professor Shalabh Maroo van het College of Engineering and Computer Science heeft een nieuwe manier ontdekt om de efficiëntie van kokende warmteoverdracht te verbeteren. Uitgelicht in een recente publicatie van Langmuir , Maroo's onderzoek verbetert de kritische warmteflux (CHF) - de maximale praktische warmteoverdracht bij het koken.

"Hoewel koken al meer dan 50 jaar wordt bestudeerd, we hebben een nieuw mechanisme geïntroduceerd en gevalideerd om de overdracht van kokende warmte te vergroten, ' zegt Maroo.

Het nieuwe mechanisme ontwikkeld door Maroo en voormalig Ph.D. student An Zou '15 is gebaseerd op vroege verdamping van de microlaag, dat is een dunne vloeibare film die aanwezig is aan de basis van een bel. Microribbels op het oppervlak verdelen de microlaag en ontkoppelen deze van bulkvloeistof, waardoor het sneller verdampt, wat leidt tot een toename van de zeepbelgroei, vertrekfrequentie en CHF. Vergeleken met een effen oppervlak, er is een toename van ~ 120 procent in CHF met slechts een toename van ~ 18 procent in oppervlakte - de hoogste dergelijke verbetering die in de literatuur wordt gerapporteerd. Voorafgaand aan de ontdekking van Maroo, onderzoekers verbeterden CHF door het oppervlak te wijzigen waar de warmteoverdracht plaatsvindt door de dichtheid van de nucleatieplaats te vergroten, verbetering van de bevochtigbaarheid van het oppervlak of het vochtafvoerende effect, scheidingswegen voor vloeistof- en dampstromen, en toenemende oppervlakteruwheid.

De ontdekking van Maroo maakt het mogelijk om het nieuwe mechanisme te koppelen aan bestaande mechanismen om de grenzen van kokende warmteoverdracht verder te verleggen, het ontwerp van micro- en nanostructuren mogelijk maken om de gewenste overdracht van warmte te bereiken met koken, en de volgende generatie technologie voor thermisch beheer van elektronica vooruit te helpen.