Инженеры UBC Okanagan сотрудничают с исследователями из Университета Торонто, чтобы совершить значительный прорыв в технологии борьбы с обледенением.
Их последнее исследование, опубликованное в выпуске этого месяца Сообщения о природе, исследуется интеллектуальная гибридная - то есть пассивная, а также активная - система противообледенения, которая работает за счет сочетания межфазного покрытия с микроволновым датчиком обнаружения льда.
Это покрытие интегрирует датчики в материал, позволяя теплу вытеснять лед без необходимости его физического расплавления человеком или машиной, объясняет доктор Мохаммад Зарифи из UBCO.
"Многие из нас имели несчастье сидеть в самолете, ожидая, пока его очистят от льда, и переживать из-за того, что пропустили стыковочный рейс", - говорит доктор Зарифи, адъюнкт-профессор инженерной школы UBCO и соавтор отчета. "Наша новая технология использует гибридный подход, добавляя датчики в ледоотталкивающее покрытие, которое можно легко установить на лопасти авиационных или ветряных турбин".
Доктор Зарифи объясняет, что нежелательное накопление льда является проблемой для многих технологий использования возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины и плотины гидроэлектростанций, авиация и передача электроэнергии. Стратегии смягчения последствий гололеда можно разделить на активные или пассивные методы. Активное противообледенение включает в себя подачу внешней энергии, используемой для удаления льда, как правило, термическими, химическими или механическими методами. Напротив, пассивное противообледенение либо уменьшает скорость образования льда, либо снижает прочность сцепления льда с поверхностью, либо и то, и другое.
"Ни один из путей к незамерзающей поверхности сегодня не рассматривается как панацея, поскольку активные методы борьбы с обледенением требуют значительных затрат энергии, но пассивные противообледенительные покрытия не могут удерживать поверхность незамерзающей бесконечно", - добавляет он. "Гибридная система, сочетающая пассивные и активные технологии противообледенения, может стать привлекательным решением проблем образования льда".
Вот почему датчик, который находится под покрытием, которое будет нанесено на турбину или самолет, может изменить правила игры. Датчик действует как детектор льда и подсказывает встроенным нагревателям автоматически растопить лед.
Это обеспечивает существенное повышение энергоэффективности и является тем, что отличает эту последнюю инновацию от существующих подходов, говорит Захра Азими Дейведжин, докторант и ведущий автор исследования.
"Гибридный подход позволяет оператору быстро и точно осуществлять устойчивый мониторинг оборудования", - говорит она. "Оборудование не нужно будет без необходимости очищать от льда, что позволит избежать износа и нерационального использования энергии, поскольку датчики могут определить необходимость".
Датчики, встроенные в инновационные материалы, могут очищать поверхности от льда без использования дополнительных химикатов или энергоемких методов.
"Мы переходим от стадии экспериментов к реальному использованию и убедились, что технология выдерживает суровые условия", - объясняет доктор Зарифи. "В настоящее время мы работаем с канадскими производителями турбин, чтобы внедрить технологию для предстоящей зимы".
Исследование, частично финансируемое Министерством национальной обороны Канады, Tekmar, Mitacs и Канадским фондом инноваций, также было выбрано в качестве одной из 50 лучших недавно опубликованных работ в этой области по Природные коммуникации.
Комментарии