Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Tkanina, która może chłodzić albo ogrzewać
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Claudio Pellegrini z brazylijskiego Uniwersytetu Federalnego w São João del-Rei obliczył, jaki kształt powinna mieć szklanka do piwa, by jak najdłużej utrzymać niską temperaturę napoju. Problem temperatury piwa trapi naukowców od dawna. Już przed 11 laty klimatolodzy z University of Washington prowadzili obliczenia i eksperymenty, które dały odpowiedź na pytanie, dlaczego w letni dzień piwo tak szybko się ogrzewa.
Większość osób woli pić piwo ze szklanki niż z kufla. Jednak piwo w takim naczyniu szybciej się ogrzewa. Pellegrini, który opublikował wyniki swoich badań na łamach arXiv, postanowił poszukać optymalnego kształtu szklanki, opierając się na podstawach fizyki dotyczących transferu ciepła. W swojej pracy nie brał pod uwagę czynników zewnętrznych, takich jak ciepło dłoni czy rodzaj szkła. Badał jedynie, w jaki sposób kształt wpływa na tempo przepływu energii cieplnej.
Swoje obliczenia rozpoczął od standardowego kształtu i rozmiaru typowej szklanki o prostych ściankach i takiej samej średnicy na górze i na dole. Dla każdego ze sprawdzanych kształtów przyjął taką samą temperaturę napoju oraz założył, że samo szkło ma pomijalną rezystancję termiczną.
Okazało się, że ludzkość – bez naukowych obliczeń – stworzyła już idealny kształt szklanki do piwa. Okazało się, że złocisty napój ogrzewa się najwolniej w szklance z dnem o niewielkiej średnicy, która stopniowo rozszerza się ku górze.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ze względu na specyficzną konstrukcję domu, odległość budynku od sieci cieplnej umożliwiającej instalację centralnego ogrzewania oraz z szeregu innych powodów wiele osób szuka alternatywnych sposobów na ogrzanie poszczególnych pomieszczeń, całego domu lub tarasu. Część konsumentów jest zainteresowana ogrzewaniem, które w przyszłości potencjalnie mogłoby być zasilane z odnawialnych źródeł energii, inni szukają rozwiązań, których wdrożenie nie wymaga kosztownych remontów.
W efekcie tych poszukiwań wiele osób decyduje się na ogrzewanie elektryczne, w tym konwektory i piece akumulacyjne, a także systemy ogrzewania powierzchniowego jak ogrzewanie podłogowe, ścienne i sufitowe. Jedną z metod elektrycznego ogrzewania są promienniki podczerwieni. Ogrzewanie za ich pomocą stale zyskuje na popularności ze względu na szereg zalet nad innymi formami ogrzewania elektrycznego, jak i tego, które pochodzi z innych źródeł. Ponieważ montaż promienników podczerwieni nie jest inwazyjny i nie wymaga kosztownych remontów, mogą one stanowić również uzupełnienie innych rodzajów ogrzewania.
Czym jest i jak działa promiennik podczerwieni?
Promienniki podczerwieni to płaskie panele zasilane energią elektryczną. Grzałka będąca częścią urządzenia sprawia, że emitowane jest promieniowanie podczerwone niewidoczne dla ludzkiego oka. Powierzchnia przedmiotów, ludzi i zwierząt, które znajdują się w pewnej odległości od promiennika, podlega ogrzaniu. Efekt komfortowego ciepła odczuwalny jest już po chwili działania urządzenia. Jest to cecha, która wyraźnie odróżnia promienniki podczerwieni od zwykłych grzejników konwekcyjnych. Tradycyjne grzejniki powodują cyrkulację nagrzanego powietrza, które ostatecznie unosi się ku górze. Promienniki podczerwieni natomiast ogrzewają przede wszystkim powierzchnie rzeczy w swoim otoczeniu, a nie samo powietrze. Nagrzane powierzchnie oczywiście są w stanie częściowo oddawać ciepło.
Poza sprawnym dostarczaniem komfortu cieplnego charakterystyka działania promienników podczerwieni wiąże się z dodatkowymi korzyściami. Ponieważ ten rodzaj urządzeń nie wprawia w ruch powietrza, a wraz z nim kurzu i brudu, promienniki ciepła stanowią znacznie zdrowszą metodę ogrzewania dla alergików i astmatyków. Ogrzewanie podczerwienią nie wysusza również powietrza w pomieszczeniu. Pewien stopień wilgotności pomaga zachować zdrowie gardła, całych dróg oddechowych oraz spojówek oczu, które są wrażliwe na suchość powietrza.
Ile kosztuje ogrzewanie promiennikiem podczerwieni?
Ostateczne koszty montażu i późniejszej eksploatacji ogrzewania pomieszczeń przez elektryczne promienniki podczerwieni mogą zależeć od wielu indywidualnych czynników takich jak stopień ocieplenia domu, sprawność wybranego modelu, rodzaj konstrukcji domu (ogrzewanie promiennikowe polecane jest zwłaszcza w przypadku konstrukcji szkieletowych). To czy promiennik podczerwieni będzie dobrym wyborem pod względem ekonomicznym, zależy od oczekiwań użytkownika względem tego typu urządzenia. Czy chodzi o pojedynczy promiennik, którego zadaniem będzie jedynie dogrzanie stanowiska pracy lub czy promienniki na podczerwień mają stanowić jedyne źródło ciepła całego domu?
Przy obecnych kosztach energii elektrycznej ogrzewanie promiennikiem na podczerwień jest szacunkowo oszczędniejsze od ogrzewania ekogroszkiem, gazem ziemnym, pelletem lub olejem opałowym. W ocenie kosztów warto mieć na uwadze też koszty montażu, które w przypadku promienników na podczerwień są niskie, a sama instalacja nie wymaga inwazyjnych remontów.
Promiennik promiennikowi nierówny - o technologiach i funkcjonalnościach
Wszystkie promienniki na podczerwień zapewnią komfort cieplny, ale różne modele urządzeń mogą się sprawdzać w różnych warunkach, odpowiadać na specyficzne zapotrzebowanie. Aby upewnić się, że kupiony promiennik podczerwieni spełni wszystkie oczekiwania, warto zapoznać się z kilkoma cechami, którymi mogą wyróżniać się poszczególne modele:
Wodoodporność — część urządzeń jest zgodna z różnym stopniem normy IP, która opisuje poziom odporności na kurz i wodę. Zwróć uwagę na ten parametr, jeśli chcesz ogrzać łazienkę, w której często panuje wysoka wilgotność powietrza. IP54 powinno w zupełności wystarczyć, gdyż urządzenia o tym poziomie szczelności są w stanie wytrzymać nawet delikatne zachlapania. Wbudowane oświetlenie — ponieważ promienniki podczerwieni montuje się pod sufitem, stanowią idealne urządzenie, aby zintegrować je z systemem oświetlenia, zwłaszcza jeśli mamy do czynienia z niewielkim pomieszczeniem, gdzie samo umieszczenie promiennika pod sufitem nie zostawia wiele miejsca na dodatkowy montaż żyrandola. Nóżki w zestawie lub możliwość ich zastosowania — jeśli promiennik podczerwieni ma służyć jedynie dogrzewaniu pewnych pomieszczeń np. stanowiska pracy lub miejsca snu, nóżki lub nóżki na kółkach umożliwią łatwe stawianie urządzenia na podłodze i przenoszenie go, tylko w czasie, gdy potrzebne jest chwilowe dogrzanie. Obsługa aplikacji — coraz więcej modeli urządzeń oferujących ogrzewanie na podczerwień ma wsparcie dla aplikacji na smartfony, dzięki której łatwo zdalnie sterować promiennikiem. Aplikacje mobilne umożliwiają także skonfigurowanie wielu różnych scenariuszy automatyzacji ogrzewania za pomocą promienników np. włączanie i wyłączanie urządzeń powiązane ze wschodami i zachodami słońca. Zwracając uwagę na te cechy urządzeń, na pewno będziesz w stanie wybrać promiennik podczerwieni, który spełni Twoje indywidualne oczekiwania i już niedługo będziesz się cieszyć nowoczesnym, zdrowym i oszczędnym ogrzewaniem. Potrzebujesz pomocy w wyborze promiennika? Sprawdź artykuł o tym, jak wybrać promiennik podczerwieni.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po 266 latach udało się pokonać zjawisko Leidenfrosta, dzięki czemu naukowcy z City University of Hong Kong mogli pochwalić się stworzeniem efektywnego systemu chłodzenia cieczą, który sprawdza się w temperaturach nawet powyżej 1000 stopni Celsjusza. System taki można będzie zastosować w silnikach lotniczych, rakietowych oraz poprawić dzięki niemu stabilność i bezpieczeństwo pracy reaktorów atomowych przyszłej generacji.
Zjawisko Leidenfrosta od wieków fascynuje naukowców, a niedawno informowaliśmy o odkryciu jego nowej odmiany. Zjawisko to zostało odkryte w 1756 roku. Powoduje ono, że krople cieczy spadając na bardzo gorącą powierzchnię nie odparowują od razu, ale poruszają się, lewitując nad nimi. Ich odparowanie może potrwać dłuższa chwilę. Pomiędzy kroplą a powierzchnią tworzy się bowiem warstwa pary, która znacząco obniża transfer energii z powierzchni. Przez to chłodzenie cieczą bardzo gorących powierzchni jest nieefektywne. Przez ponad 200 lat nie potrafiono poradzić sobie z tym problemem.
Naukowcy z Hongkongu stworzyli powierzchnię o zróżnicowanej teksturze, której główne elementy mają różne właściwości termiczne i geometryczne. Nowatorska struktura złożona jest z trzech zasadniczych elementów. Pierwszy z nich to wystające ponad powierzchnię miniaturowe filary służące do transferu energii. Drugi, to termiczna warstwa izolująca umieszczona pomiędzy filarami, której zadaniem jest zassanie i odparowanie cieczy. Zaś element trzeci, to znajdujące się pod warstwą izolującą mikrokanaliki w kształcie litery U, służące do odprowadzenia pary. Eksperymenty wykazały, że taka architektura zapobiega powstawaniu zjawiska Leidenfrosta nawet w temperaturach dochodzących do 1150 stopni Celsjusza i pozwala na efektywne kontrolowane chłodzenie cieczą w zakresie od 100 do ponad 1150 stopni.
Nasze multidyscyplinarne badania to prawdziwy przełom w nauce i inżynierii. Połączyliśmy tutaj naukę o powierzchniach, hydro- i aerodynamice, chłodzeniu, nauki materiałowe, fizykę, wiedzę z dziedziny energii i inżynierii. Poszukiwanie nowych strategii w dziedzinie chłodzenia cieczami to ważny obszar badawczy inżynierii materiałowej od 1756 roku. Udało nam się pozbyć zjawiska Leidenfrosta. W ten sposób dokonaliśmy zmiany paradygmatów dotyczących możliwości chłodzenia cieczą w bardzo wysokich temperaturach. Dotychczas nikomu nie udało się tego osiągnąć, cieszy się profesor Wang Zunkai.
Uczony wyjaśnia, że pojawianie się zjawiska Leidenfrota powoduje, że tam, gdzie mamy do czynienia z bardzo wysokimi temperaturami wykorzystujemy chłodzenie powietrzem, zamiast potencjalnie bardziej efektywnego chłodzenia cieczą. Ma to miejsce szczególnie w silnikach samolotowych, rakietowych i reaktorach jądrowych. Dodaje, że nowatorską strukturę można produkować w formie elastycznej okładziny do mocowania na elementach, które mają być chłodzone. To szczególnie ważne tam, gdzie bezpośrednie stworzenie takiej struktury na etapie produkcji urządzenia byłoby trudne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowy półprzewodnik, arsenek boru (BAs), ma wysoką przewodność cieplną i może być zintegrowany ze współczesnymi chipami, by odprowadzić z nich ciepło i poprawić tym samym ich wydajność. Materiał ten lepiej rozprasza ciepło niż najlepsze dostępnie obecne systemy do chłodzenia podzespołów komputerowych – twierdzą twórcy arsenku boru.
Coraz większa miniaturyzacja, możliwość umieszczenia na tej samej powierzchni coraz większej liczby tranzystorów, oznacza, że procesory są coraz szybsze. Pojawiają się jednak problemy z odprowadzaniem ciepła, szczególnie w postaci lokalnych punktów znacznie wyższej temperatury. Ciepło to negatywnie wpływa na wydajność układów.
Yongjie Hu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles stworzył niedawno wolny od wad arsenek boru. To materiał, który rozprasza ciepło znacznie lepiej niż inne metale i półprzewodniki, jak diament czy węglik krzemu. Hu i jego koledzy wykazali też, że można go zintegrować z układami scalonymi zawierającymi tranzystory z azotku galu. Następnie przeprowadzili badania, które wykazały, że w układzie scalonym ze zintegrowanym arsenkiem boru, pracującym z niemal maksymalną wydajnością, temperatura najcieplejszych punktów jest znacznie niższa niż w układach chłodzone za pomocą innych materiałów.
W czasie eksperymentów punktowa temperatura układów scalonych z arsenkiem boru wzrosła od temperatury pokojowej do nieco poniżej 87 stopni Celsjusza, podczas gdy chłodzonych diamentem wyniosła niemal 137 stopni, a chłodzonych węglikiem krzemu – zbliżyła się do 167 stopni Celsjusza.
Wykazaliśmy, że możemy przetwarzać strukturę BAs i integrować ją z chipem o wysokiej mobilności elektronów. To bardzo obiecujące rozwiązanie dla wysoko wydajnej elektroniki, mówi Hu.
Dodatkową zaletą arsenku boru jest jego bardzo niski opór cieplny na styku z innym materiałem. To zaś oznacza, że transport ciepła odbywa się szybciej niż w przypadku konkurencyjnych rozwiązań. To tak, jakby ciepło mogło przeskoczyć przez przeszkodę, jaką stanowi styk dwóch materiałów, w porównaniu z innymi rozwiązaniami, gdzie zwalnia, by ostrożnie przeszkodę przekroczyć, wyjaśnia Hu.
Naukowcy, zachęceni wynikami swoich eksperymentów, planują teraz zintegrować swój materiał z różnymi rodzajami obwodów i chipami o różnej architekturze.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dla nas, specjalistów od tekstyliów, to coś niezwykłego. Jesteśmy szczęśliwi, gdy znajdziemy kawałek materiału o wymiarach 1 na 1 centymetr. Tutaj mamy 11 centymetrów, fakt, że jest to tkanina haftowana, to coś unikatowego, cieszy się archeolog Ruth Iren Øien. Znalezisko jest tak unikatowe, że gdy Øien spojrzała w mikroskop, nie mogła uwierzyć w to, co widzi.
W 2020 roku podczas wykopalisk w grobie kobiety w Hestnes w norweskiej gminie Trøndelag, znaleziono broszę w kształcie żółwia. Wraz z nią zachował się fragment tkaniny, do której brosza była niegdyś przypięta. Już sam ten fakt był niezwykle interesujący, tym bardziej, że pochówek datowano na lata 850–950, na sam środek epoki wikingów. Jednak dopiero niedawne badania pokazały, jak niezwykłego odkrycia dokonano.
Zmarłą kobietę pochowano w drewnianej komorze grobowej w wydłużonym kurhanie. Tego typu pochówki są czymś niezwykłym w środkowej Norwegii. Takie komory grobowe są rozpowszechnione w na wyspie Birka w Szwecji, na byłych terenach duńskich w tym w Skanii, w południowo-wschodnich częściach Norwegii oraz w Hedeby w dzisiejszych Niemczech, mówi kierownik wykopalisk Raymond Sauvage.
Nie tylko forma grobu, ale również jego wyposażenie były niezwykłe. Kobietę pochowano wraz z trzyczęściową broszą, rzadko spotykaną w Norwegii oraz z kilkuset miniaturowymi perłami, również rzadko spotykanymi w Norwegii. Perły były skupione nad prawym ramieniem. Nie wiemy, czy był to perłowy naszyjnik czy coś innego. Podobne znalezisko z Hedeby zinterpretowano jako pozostałość po hafcie. Niewykluczone, że mamy tutaj do czynienia z podobnym przypadkiem, dodaje Sauvage.
Jednak najbardziej niezwykłym znaleziskiem są tekstylia.
Naukowcy odkryli prawdopodobnie pozostałości 8 różnych tekstyliów, 6 wełnianych i 2 lnianych. Różnią się one jakością wykonania, strukturą i wyglądem. Różnice te mogą wynikać z faktu, że dawniej ubrań nie pozbywano się tak łatwo, jak obecnie. W epoce wikingów, żeby ubrać całą rodzinę jedna osoba musiała pracować przez cały rok. Mało kto mógł pozwolić sobie na nowe ubrania każdego roku, a wiele z nich było przekazywanych między pokoleniami, mówi Øien.
Przed tysiącem lat uzyskanie tekstyliów kosztowało wiele pracy i wysiłku. Specjaliści szacują, że ożaglowanie łodzi wikingów wymagało wełny z 2000 owiec i olbrzymiego nakładu pracy. W przełożeniu na dzisiejsze ceny takie ożaglowanie kosztowało od 15 do 20 milionów koron norweskich. Innymi słowy, fakt, że wspomniana kobieta została pochowana z tak dużą liczbą różnych tekstyliów oznacza, że zabrała ze sobą do grobu spory majątek.
Łatwo więc zrozumieć, że znalezienie w grobie wielu różnych dobrze zachowanych tekstyliów jest czymś niezwykłym. Dzięki temu jednak archeolodzy mogą wyobrażać sobie, jak zmarła była ubrana.
Wyobrażamy sobie, że nosiła sukienkę, spiętą broszami. Pod nią miała prawdopodobnie koszulę z lnu lub delikatniejszej wełny. Na ramionach miała haftowaną zdobioną pelerynę. Na jej krawędziach pozostały resztki lamówki. Mogła ona wzmacniać krawędzie i je ozdabiać, mówią naukowcy.
Pod mikroskopem widać też pozostałości różnych pigmentów. Jako, że były to pigmenty naturalne, bez użycia sztucznych środków chemicznych, określenie kolorów będzie bardzo trudne. Łatwiejsze powinno być określenie pochodzenia wełny. Materiał zachował się na tyle dobrze, że naukowcy mają nadzieję na wykonanie analizy izotopowej, która zdradzi, czy wełna pochodziła z lokalnych owiec czy też była importowana.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.