Сила отдачи пара «не хорошо изучена и никогда не применялась к моему знанию», говорит Александр Ярин, UIC Выдающийся профессор Машиностроения и ведущий автор на исследовании, опубликованном в журнале Nature Microgravity.«В рейсах в Марс или луну, оборудование как компьютеры вырабатывает большое тепло», сказал Ярин.
Поскольку компьютеры и жареный картофель становятся меньшего размера и оснащены более трудные, производство тепла становится ограничением на вычислительную мощность.Инженеры обратились к «кипению бассейна», которое является охлаждением жидкости при температуре около температуры кипения жидкости.
В кипении все тепло поглощено в преобразовании жидкости к пару без дальнейшего повышения температуры, пока фазовый переход не полон.Но отсутствие силы тяжести в космосе создает специальную проблему для кипения бассейна: у пузырей нет плавучести.
«На Земле, повышении пузырей и холодном хладагенте входит», сказал Ярин. «Но в космосе, не повышаются пузыри. Они остаются на затопленной поверхности и могут слиться вместе, чтобы сформировать слой пара изолирования, и процесс теплового удаления прерван.«Вы можете попробовать механическое смешивание, но двигатель также создает тепло.
Вы можете попробовать сильное электрическое поле, но это также производит тепло и создает другие проблемы», сказал он. Оба метода занимают место и требуют власти.Yarin и его коллеги прослоили два теплогенерирующего жареного картофеля схемы спина к спине. Чередуя напряжение к этим двум жареному картофелю, они смогли заставить аппарат качаться назад и вперед через хладагент на уровне приблизительно 1 сантиметра в секунду.
«Когда один чип работает, он производит пузыри и силу отдачи. Тогда другой, и это пододвигает обратно – достаточно, чтобы качать жареный картофель в охлаждающейся жидкости и потерять пузыри», сказал Ярин.«Это работает с или без силы тяжести – в космосе, точно как на Земле».
Исследователи также показали, что сила больше, когда пузыри меньшие и более многочисленные, приводя к колебанию большей дуги и скорости. Нановолокна, сделанные из полимера, были сверхзвуковым образом унесены на жареный картофель, создав наноструктуру для увеличенного образования ядра пузыря.
«Каждый единственный пузырь работает как реактивное движение», сказал Сумит Синха-Рэй, докторант Ярина и соавтор исследования. «Когда пузырь оставляет затопленную поверхность, он выдвигает поверхность назад. Вы не видите его, потому что пузыри крошечные, и поверхность большая.
Но мы организовали пузыри, чтобы получить покачивание чипа».