落ち着け!新しい実験は宇宙の熱伝達を理解するのに役立ちます

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NASAのニュースリリースから:

不自然に思えるかもしれませんが、沸騰は、宇宙の極限環境で使用されるエンジニアリングコンポーネントやシステムを冷却するための非常に効率的な方法です。

スペースシャトルディスカバリー2月に国際宇宙ステーションに打ち上げられたこの現象の基本的な理解を得るための実験。核プール沸騰実験(NPBX)は、新しい沸騰実験施設(BXF)における2つの実験のうちの1つです。

核沸騰は、加熱された表面からの気泡の成長と、それに続く気泡の冷却液への分離です。その結果、これらの気泡は沸騰面から周囲の流体にエネルギーを効率的に伝達できます。この調査は、微小重力での核沸騰中に発生する熱伝達および蒸気除去プロセスの理解を提供します。研究者は、沸騰を使用して効率的な熱除去を行う宇宙システムをより適切に設計および運用するための情報を収集します。

微小重力の気泡は、地球とは異なるサイズに成長します。この実験では、単一および複数の気泡の動力学と関連する熱伝達に焦点を当てます。

NPBXは、裏側にヒーターが接着された研磨アルミニウムウェーハと、個別に制御できる5つの加工キャビティを使用しています。実験では、これらのキャビティで発生した単一および/または複数の気泡を調べます。各ヒーターグループに供給される電力を測定し、カメラは気泡のダイナミクスを記録します。ヒーターの電力データと記録された画像の分析により、調査者は気泡のダイナミクスと熱伝達が微小重力でどのように異なるかを判断できます。

「沸騰により、宇宙システムで使用される熱交換装置のサイズと重量を大幅に削減できます」と、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の実験の主任研究員であるVijay Dhir氏は述べています。 「沸騰および多相熱伝達は、極低温または極低温の液体の保管と取り扱い、生命維持システム、発電、熱管理などの宇宙探査ミッションを可能にするテクノロジーです。」

「機器を宇宙へ輸送するコストは、機器のサイズと重量に依存します」と、クリーブランドにあるNASAのGlenn Research Centerのプロジェクトサイエンティスト、David Chaoは付け加えました。 「実験を通じて開発される知識ベースは、宇宙で使用されるさまざまなコンポーネントとシステムの冷却を効率的に実現する能力を私たちに与え、より小型で軽量の宇宙船につながる可能性があります。」

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