În prezent, o mare parte suficientă din cantitatea totală de energie electrică generată în întregul glob, cont pentru centralele termice, în care gazul, cărbune și alți combustibili fosili arși. În mod firesc, tot timpul, oamenii de știință și inginerii încearcă să dezvolte noi tehnologii pentru a crește eficiența centralelor termice, iar recent, cercetatorii de la Massachusetts Institute of Technology au propus utilizarea unei acoperiri grafen pentru unele elemente de schimbătoare de căldură și condensator de abur, ceea ce permite creșterea eficienței energiei termice cu câteva procente. Câteva procente dintre acestea rula în milioane de dolari in economii pe an pentru o singură plantă.
Într-o centrală termică tradițională, energia combustibilului ars este folosită pentru a transforma apa în abur supraîncălzit. Acest abur rotește lamelele de turbină asociate generatorului, în timp ce își pierde energia și se întoarce în apă lichidă. Apa se reîncălzește, se transformă în abur și ciclul se repetă complet.
Cercetatorii de la Massachusetts Institute of Technology a studiat activitatea elementelor active ale schimbătoarelor de căldură și condensator de abur, care sunt utilizate în ultima etapă a unui ciclu de centrale termice. Studiile au arătat că acoperirea suprafeței lor cu un strat de grafen va permite de trei până la patru ori să mărească eficiența procesului de transfer de căldură. Deoarece această etapă este una dintre etapele cheie ale ciclului stației termice, creșterea eficienței acesteia va crește eficiența totală a stației ca întreg, cu 2-3%. Și, în ciuda unei astfel de creșteri mici, aceste procente pot oferi economii la nivelul a milioane de dolari pe an.
Se încălzește și aburul condensator, care constituie o bobină de metal, de obicei cupru, tuburi plasate într-un curent de abur, își pierd eficacitatea lor ca urmare a formării pe suprafața acestuia un strat subțire de apă, care acționează ca izolație termică. Este cunoscut faptul că grafen are (respinge apa) proprietăți puternice hidrofobe și această caracteristică a materialului a fost utilizat pentru a stabili pe suprafața umidității formate sub formă de picături, care nu sunt reținute pe suprafața lungă. încercările anterioare pentru fabricarea de acoperiri hidrofobe polimerice au fost realizate, dar au încheiat cu un eșec, datorită faptului că aceste acoperiri sunt suficient de groase, care acționează ca un termic izolator de ei înșiși, sau pentru a servi o perioadă scurtă de timp, lăsând sistemul sub influența aburului supraîncălzit.
Testele elementelor schimbătoarelor de căldură acoperite cu grafen s-au efectuat într-un mediu de abur încălzit la 100 de grade Celsius. Aceste teste au arătat că conductivitatea termică a acestor elemente este de patru ori mai mare decât conductivitatea termică a elementelor de pe suprafața cărora nu există acoperire. Și cu o creștere a temperaturii aburului și o creștere a diferenței de temperatură în schimbătorul de căldură, conductivitatea termică poate fi mărită cu un factor de 5-7.
Cel mai important, acoperirea cu grafen nu a arătat semne de degradare în timpul testelor, care a durat două săptămâni. Pentru comparație, calitatea unuia dintre cele mai rezistent polimeri a început să se deterioreze după 3 ore, iar după 12 ore a încetat complet să funcționeze.
Aplicarea unui înveliș de grafen la elementele schimbătoarelor de căldură și condensatoarelor de vapori se realizează utilizând un procedeu standard de depunere chimică de vapori. Și cercetătorii intenționează să aducă toate tehnologiile dezvoltate de ele la nivel comercial până la sfârșitul acestui an.
informații
Trimiteți-le prietenilor: