Langsteande problemen mei waarmte oerdracht oplosse |MIT Nijs

Dit is in fraach dy't wittenskippers al in ieu fernuvere.Mar, oandreaun troch in $ 625,000 US Department of Energy (DoE) Early Career Distinguished Service Award, hopet Matteo Bucci, assistint heechlearaar yn 'e ôfdieling Nuclear Science and Engineering (NSE), tichter by in antwurd te kommen.
Oft jo in pot wetter foar pasta ferwaarme of in kearnreaktor ûntwerpe, ien fenomeen - siedend - is kritysk foar beide prosessen effisjint.
“Boiling is in hiel effisjint waarmte oerdracht meganisme;dit is hoe't in grutte hoemannichte waarmte fan it oerflak wurdt fuortsmiten, dat is de reden dat it wurdt brûkt yn in protte applikaasjes mei hege krêftdichtheid, "sei Bucci.Gebrûksfoarbyld: kearnreaktor.
Foar de uninitiated, siedend sjocht der ienfâldich - bubbels wurde foarme dy't barste, fuortsmite waarmte.Mar wat as safolle bubbels foarme en koalesearre, it meitsjen fan in streek fan stoom dy't foarkaam fierdere waarmte oerdracht?Sa'n probleem is in bekende entiteit bekend as de siedende krisis.Dit soe liede ta thermyske runaway en falen fan 'e brânstofstangen yn' e kearnreaktor.Dêrom is "it begripen en identifisearjen fan de betingsten wêryn't in siedende krisis kin foarkomme, is kritysk foar it ûntwikkeljen fan effisjintere en kosten-kompetitive kearnreaktors," sei Butch.
Iere skriften oer de simmerjende krisis datearje hast in ieu foar 1926. Wylst in protte wurk dien is, "is it dúdlik dat wy gjin antwurd hawwe fûn," sei Bucci.Siedende krizen bliuwe in probleem, om't, nettsjinsteande de oerfloed fan modellen, it dreech is om de relevante ferskynsels te mjitten om se te bewizen of te bewizen."[Boiling] is in proses dat bart op in heul, heul lytse skaal en oer in heul, heul koarte perioade," sei Bucci."Wy kinne it net besjen mei it nivo fan detail dat nedich is om te begripen wat der echt bart en hypotezen te testen."
Mar yn 'e ôfrûne jierren hawwe Bucci en syn team diagnostyk ûntwikkele dy't siedende ferskynsels kinne mjitte en in heul nedich antwurd leverje op in klassike fraach.Diagnoaze is basearre op metoaden foar mjitting fan ynfraread temperatuer mei sichtber ljocht."Troch dizze twa technologyen te kombinearjen, tink ik dat wy ree binne om de fragen oer waarmteferfier op lange termyn te beantwurdzjen en út 'e konijngat te klimmen," sei Bucci.US Department of Energy subsydzjes fan it Nuclear Power Program sille dizze stúdzje helpe en Bucci's oare ûndersyksynspanningen.
Foar Bucci, dy't opgroeide yn Citta di Castello, in lytse stêd by Florence, Itaalje, is it oplossen fan puzels neat nij.Butch syn mem wie in legere skoalle learaar.Syn heit hie in masinewinkel dy't de wittenskiplike hobby fan Bucci fuorthelle."Ik wie in grutte fan fan Lego as bern.It wie passy," tafoege hy.
Hoewol't Itaalje yn syn foarmjende jierren in slimme delgong yn kearnkrêft belibbe, fassinearre it ûnderwerp Bucci.Job kânsen op it fjild wiene ûnwis, mar Bucci besleat om djipper te graven."As ik de rest fan myn libben wat dwaan moat, is it net sa goed as ik soe wolle," grapke er.Bucci studearre nukleêre engineering undergraduate en postgraduate studies oan 'e Universiteit fan Pisa.
Syn belangstelling foar waarmte-oerdrachtmeganismen wie woartele yn syn doktoraalûndersyk, dêr't er oan wurke by de Frânske Kommisje foar Alternative Enerzjy en Atoomenerzjy (CEA) yn Parys.Dêr stelde in kollega foar om te wurkjen oan de siedwetterkrisis.Dizze kear sette Bucci syn sicht op MIT's NSE en kontakt op mei professor Jacopo Buongiorno om te freegjen oer it ûndersyk fan it ynstitút.Bucci moast jild sammelje by CEA foar ûndersyk by MIT.Hy kaam mei in rûnreiskaartsje dagen foar de bombardemint op de Boston Marathon yn 2013.Mar sûnt dy tiid is Bucci dêr bleaun, in ûndersykswittenskipper wurden en dêrnei assistint heechlearaar oan de NSE.
Bucci jout ta dat hy it dreech hie om oan te passen oan syn omjouwing doe't hy him foar it earst ynskreaun by MIT, mar wurk en freonskippen mei kollega's - hy beskôget NSE's Guanyu Su en Reza Azizyan as syn bêste freonen - holpen iere eangsten te oerwinnen.
Neist sieddiagnoaze wurkje Bucci en syn team ek oan manieren om keunstmjittige yntelliginsje te kombinearjen mei eksperiminteel ûndersyk.Hy is fan betinken dat "de yntegraasje fan avansearre diagnoaze, masine learen en avansearre modellewurk ark binnen in desennia frucht sil drage."
It team fan Bucci ûntwikkelet in selsstannich laboratoarium om eksperiminten mei siedende waarmte oerdracht út te fieren.Oandreaun troch masine learen, de opset beslút hokker eksperiminten wurde útfierd basearre op de leardoelen ynsteld troch it team."Wy stelle in fraach dy't de masine sil beäntwurdzje troch it optimalisearjen fan de soarten eksperiminten dy't nedich binne om dizze fragen te beantwurdzjen," sei Bucci."Ik tink earlik sein dat dit de folgjende grins is dy't simmerde."
"As jo ​​​​in beam klimme en nei de top komme, realisearje jo dat de hoarizon breder en moaier is," sei Butch oer syn entûsjasme foar fierder ûndersyk op dit gebiet.
Sels stribjen nei nije hichten, Bucci is net fergetten wêr't hy komt.Om de hosting fan Itaalje fan 'e 1990 FIFA World Cup te betinken, toant in searje posters it fuotbalstadion yn it Colosseum, dy't grutsk is op syn hûs en kantoar.Dizze posters, makke troch Alberto Burri, hawwe sentimintele wearde: de Italjaanske keunstner (no ferstoarn) wie ek út Bucci syn wenplak, Citta di Castello.


Post tiid: Aug-10-2022