发布时间：2024-06-14 14:42:42 栏目：精选百科
西南研究所正在通过一系列抛物线飞行研究部分重力条件下液体沸腾的过程。该项目由内部资助，与德克萨斯农工大学合作开展，旨在更好地了解液体在部分重力下如何在不同表面上沸腾。在未来前往月球或火星的长期太空任务中，可能需要沸腾液体来支持地面电力、生命支持系统、低温燃料生产和现场资源利用。
“我们关于沸腾在失重条件下如何进行的数据太少了，”该项目负责人、西南研究所的 Kevin Supak 说。“我们的实验使用四种不同的表面研究在模拟月球和火星重力水平的条件下的沸腾情况，以检查气泡如何产生和分离。”
有效载荷容器包括四个加热表面，每个表面都经过不同的表面处理，浸没在一种在相对较低的 135 华氏度下沸腾的特殊流体中。实验将证明工程表面是否可以改善失重条件下的沸腾和气泡分离。
“当你在炉子上烧水时，你会注意到不锈钢锅和不粘锅的气泡大小和行为不同，”Supak 说。“这是因为在微观层面上，表面看起来不同，它们的粗糙度会影响气泡最初形成和粘附在表面的方式。粗糙的表面往往会形成较小的气泡，并且比光滑的表面更容易沸腾。”
SwRI 的材料工程系设计了实验中研究的表面处理，以评估不同材料表面特性如何影响沸腾过程。
“将在三种不锈钢表面处理和一种高度结构化的塑料表面上研究气泡大小、分布和表面温度，”Supak 解释说。“在地球上进行的实验很难模拟月球和火星表面的沸腾方式。然而，抛物线飞行测试为研究人员提供了短暂的部分重力，使他们能够更深入地了解这些复杂的过程。”
4 月，SwRI 研究工程师 Eugene Hoffman 博士、Akbar Whizin 博士和 Emilio Gordon 乘坐一架失重飞机从劳德代尔堡出发，随实验进行了抛物线飞行活动。他们在多个重力水平的两次飞行中收集了数据和观察结果。
“如果我们要在太空或其他星球上建立持久的存在，沸腾是必不可少的，”Supak 说道。“在地球上，我们依靠重力通过浮力帮助分离液体和气体。在月球或火星表面，较低的浮力将导致不同的沸腾行为。我们需要知道表面的温度要达到多高才能确保高效和安全的传热。这次飞行测试将产生可直接用于提高我们对这些过程的理解的数据。”
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