Команда физиков из Массачусетского технологического института разработала методику, которая ускорит закипание воды и снизит затраты энергии. Как отмечается, принцип состоит в определённой структуре поверхности нагревательного элемента.
Обычный электрочайник использует спираль или нагревательный диск. Однако при нагревании воды на дне чайника появляются пузырьки, наполненные паром. При повышении температуры их число растёт, и если они оказываются слишком близко друг к другу, то формируют газовую прослойку, которая уменьшает передачу тепла от нагревательного элемента к жидкости.
Эвелин Вонг и её команда придумали способ избежать этого. Новая конструкция нагревательного элемента выполнена так, чтобы пузырьков становилось больше, но при этом они не сливались, таким образом формирования газового слоя не происходит.
Новый нагревательный элемент включает в себя набор углублений шириной 10 микрометров. На нагревательном элементе есть несколько таких массивов, они размещены на расстоянии 2 мм друг от друга на небольших возвышениях. Эти возвышения направляют нагретую воду от самого дна к углублениям, что создаёт ток жидкости и повышает эффективность нагрева.
Эксперименты показали, что коэффициент теплопередачи у нового элемента почти в 4 раза выше, чем у обычного, а критический тепловой поток (один их з важных показателей газообразования при нагреве) — выше почти в 1,5 раза.
Отмечается, что это позволит существенно экономить энергию в целом ряде процессов, где используется кипение. То есть, это будет работать во всех паровых турбинах.