ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ввиду непрерывного роста показателей мирового энергопотребления, сокращения невозобновляемых источников энергии, а также увеличения выбросов парниковых газов необходимо внедрение перспективных методов увеличения значения рационального использования энергетических ресурсов в производственной, бытовой и научно-технической сферах, что позволит уменьшить количество энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. В данной работе рассмотрены супергидрофильные капиллярно-пористые поверхности способные обеспечивать теплообмен за счет фазового перехода, что имеет принципиальное значение в испарительных радиаторах для космических приложений, тепловых трубках, а также в работе градирен для производства электроэнергии и тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения. Исследование процесса теплообмена с фазовым переходом на капиллярно-пористой поверхности происходило путем проведения экспериментов по испарению водно-этаноловой смеси различной концентрации в условиях вынужденной конвекции при различной ориентации модифицированной поверхности в пространстве. Результаты, полученные в ходе данной работы, позволяют судить об эффективности использования капиллярно-пористых структур в теплообменных аппаратах, работающих на испарительных циклах, и цикле Майсоценко, а также применимы для дальнейшего исследования тепломассобменных процессов, протекающих на супергидрофильных капиллярно-пористых поверхностях.

1. International Energy Outlook 2013. Report No. DOE/EIA-0484 (2013) / U.S. Energy Information Administration. – EIA, 2013. – 312 p.
2. Tang J., Hu X. Evaluation of capillary wetting performance of micro-nano hybrid structures for open microgrooves heat sink // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2020. – Vol. 112. – P. 109948. – DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2019.109948.
3. Vorobyev A.Y., Guo Ch. Metal pumps liquid uphill // Journal of Applied Physics. – 2009. – Vol. 94. – P. 224102. – DOI: 10.1063/1.3117237.
4. Vorobyev A.Y., Guo Ch. Laser turns silicon superwicking // Optics Express. – 2010. – Vol. 18 (7). – P. 6455–6460. – DOI: 10.1364/OE.18.006455.
5. Vorobyev A.Y., Guo Ch. Water sprints uphill on glass // Journal of Applied Physics. – 2010. – Vol. 108. – P. 123512. – DOI: 10.1063/1.3511431.
6. Characterization of capillary performance of composite wicks for two-phase heat transfer devices / D. Deng, Y. Tang, G. Huang, L. Lu, D. Yuan // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2013. – Vol. 56 (1–2). – P. 283–293. – DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.09.002.
7. Investigation on meniscus shape and flow characteristics in open rectangular microgrooves heat sinks with micro-PIV / D. Yu, X. Hu, C. Guo, T. Wang, X. Xu, D. Tang, X. Nie, L. Hu, F. Gao, T. Zhao // Applied Thermal Engineering. – 2013. – Vol. 61 (2). – P. 716–727. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2013.08.042.
8. Theoretical and experimental analysis of the evaporating flow in rectangular microgrooves / C. Guo, D. Yu, T. Wang, Y. Jiang, D. Tang // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2015. – Vol. 84. – P. 1113–1118. – DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.01.095.
9. Experimental investigation on flow characteristics in open rectangular microgrooves using micro-PIV / D. Yu, C. Guo, N. Xie, T. Wang, X. Hu, D. Tang // Applied Thermal Engineering. – 2016. – Vol. 106. – P. 906–915. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.05.188.
10. Feng C., Yugeswaran S., Chandra S. Capillary rise of liquids in thermally sprayed porous copper wicks // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2018. – Vol. 98. – P. 206–216. – DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2018.05.031.
11. Fabrication and capillary characterization of axially micro-grooved wicks for aluminium flat-plate heat pipes / H. Tang, Y. Tang, W. Yuan, R. Peng, L. Lu, Z. Wan // Applied Thermal Engineering. – 2018. – Vol. 129. – P. 907–915. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.10.091.
12. Capillary Nylon 6 polymer material produced by femtosecond laser processing / R. Fang, H. Zhu, Z. Li, W. Yan, X. Zhang, X. Zhu, V. Maisotsenko, A. Vorobyev // Optics Express. – 2019. – Vol. 27. – P. 36066–36074.
13. Tang J., Hu X. Evaluation of capillary wetting performance of micro-nano hybrid structures for open microgrooves heat sink // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2020. – Vol. 112. – P. 109948. – DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2019.109948.
14. Study on the characteristics of the capillary wetting and flow in open rectangular microgrooves heat sink / J. Tang, Y. Yu, X. Hu, X. Mo, W. Zhou, X. Dai, L. Shan, D. Yu // Applied Thermal Engineering. – 2018. – Vol. 143. – P. 90–99. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2018.07.041.
15. Temperature effect on capillary flow dynamics in 1D array of open nanotextured microchannels produced by femtosecond laser on silicon / R. Fang, H. Zhu, Z. Li, X. Zhu, X. Zhang, Z. Huang, K. Li, W. Yan, Y. Huang, V.S. Maisotsenko, A.Y. Vorobyev // Nanomaterials (Basel). – 2020. – Vol. 10 (4). – P. 796. – DOI: 10.3390/nano10040796.
16. Spreading and drying dynamics of water drop on hot surface of superwicking Ti-6Al-4V alloy material fabricated by femtosecond laser / R. Fang, Z. Li, X. Zhang, X. Zhu, H. Zhang, J. Li, Z. Pan, Z. Huang, C. Yang, J. Zheng, W. Yan, Y. Huang, V.S. Maisotsenko, A.Y. Vorobyev // Nanomaterials (Basel). – 2021. – Vol. 11 (4). – P. 899. – DOI: 10.3390/nano11040899.
17. Makarov M.S., Makarova S.N., Syuzaev A.I. The calculating model of microstructured flat plate wettability during evaporation into the stagnation flow // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1675. – P. 012044. – DOI: 10.1088/1742-6596/1675/1/012044.