Már olyan régen sikerült írni, hogy gyakorlatilag azt is mondhatnám, hogy az Arizónai álom sorozatának második szezonját indítjuk a mai nappal. Valójában azonban egyszerűen csak annyi történt, hogy az elmúlt hétvége kicsit visszafogottabbra sikerült a rendkívüli események terén (a világon semmi nem történt), egyszersmind az első 7 hét után az újdonság varázsa kicsit tovalibben, némi helyet adva a hazavágyás gondolati csíráinak. Úgy is mondhatnám, hogy most már beszélhetünk megszokott rutinról! Mivel az elmúlt hétvégén immár zsinórban hatodszor nem mentünk San Diego-ba, így egy otthonülős két nap köszöntött volna ránk, ha nem mentem volna be az egyetemre – dobpergés, sóhaj de le fogom írni – SZOMBATON! Ez már jelezheti is, hogy bizony a projekt kezd kicsit előtérbe kerülni, és némiképp ellazázott első hónap után bizony kissé koncentrálni kell. Éppen emiatt – valamint azon oknál fogva, hogy többen érdeklődtek - megosztanám veletek az 1 hét szünet utáni első cikkben, hogy miből is áll az itteni feladat nagy vonalakban. Tovább után ismeretterjesztő bevezető némi illusztrációval!
(A helyi reggeli rádióadás borzalmait már érzékeltettem. Nem túlzás azt állítani, hogy nagyjából 12 szám (na jó talán túlzás, mert lehet csak 8) váltja egymás random sorrendben. Szóljon ezek egyike… Hangsúlyozom, ez talán a legjobb!)
A feladat az Advanced Micro and Nanosystems Laboratory-hoz köt helyileg, de szervesen nem kapcsolódik a fenti szavak által sugallt globális témakörhöz. A részleg vezetője Dr. Eniko T. Enikov (kép), aki masters diplomáját Budapesten szerezte a BME-n, néhány évvel az után, hogy Bulgáriában meglátta a napvilágot. (A nemzetközi környezet teljesen általános, gyakorlatilag amerikai amerikaival találkozunk a legkevesebbszer.) Innen ered kapcsolata a BME-vel, mely lehetővé tette az utazást. Közvetlen segítséget általában a tanszéken dolgozó szintén bolgár PhD. hallgatótól, Vasco-tól kapunk (kép alább), akiben egy remek srácot ismerhettünk meg.
A feladat maga úgy fordítható magyarra: hővezetés rezgő rendszerekben (Vibrational Heat Transfer). Elsőre talán kissé elvontnak hangozhat, ám valójában egész gyakorlati dologgal állunk szemben (a kontraszt érzékeltetésére az ELTE-s diplomám címe: Diszlokációk statisztikus leírása: Debye-árnyékolás és fázismező elmélet – azt hiszem nem kell feltöltenem a hatalmas igény miatt, nem lesz bestseller:)).
A probléma felmerülése röviden az autóiparra vezethető vissza. Napjainkban kapkodunk minden ingyen, vagy legalábbis könnyen kizsákmányolható energiaforrás után. Különösen igaz ez a gépjárművek esetében, ahol a modern ketyeréknek hála már 100-as nagyságrendben találhatunk kis villanymotorokat, aktuátorokat szerte a berendezésben. Ezek táplálása mind-mind energiát igényel, miközben rengeteg energia csak a környezetbe távozik. Elég csak a felhevült motor, vagy a kipufogó által kisugárzott hőre gondolni. És ezzel meg is érkeztünk a nagy ötlethez: használjuk ezt a hőt a villanymotorok meghajtására! A kivitelezés alapgondolata relatív egyszerű: a kipufogó mellé kis csomagokban megfelelő módon termoelemeket építünk bele, melyek megfelelő – és itt nem részletezendő – fizikai folyamatok eredményeként a két különböző hőmérsékletű hely közt a hőmérsékletkülönbség hatására áramot generálnak. A videón a BMW által tesztelt verziót látjuk.
A dolog még kísérleti fázisban van, sok kérdés felmerül, kezdve azzal, hogy megéri-e a beruházás a visszanyert energia mennyiségét tekintve. Továbbá hogyan lehet hatékonyabbá tenni a folyamatot, milyen külső hatások okozhatnak extra veszteségeket? Ezek közt szerepel első körben a felmerülő vibráció. Szinte hihetetlennek tűnik, de minden jel arra mutat, hogy a vibráció olyan jellegű áramlásokat indít a kis dobozokban, melyek meghatározott rezonanciafrekvenciákon felerősödve alapvetően befolyásolják a hővezetési együttható értékét. Egyelőre nem túl biztos lábakon álló, általános és egyszerű esetekre vonatkozó egyenletek állnak rendelkezésre némi numerikus szimulációval, de publikált kísérleti eredményeket nem sikerült fellelni. (Az ábrán egy szimuláció publikált eredménye látható, azaz a hővezetés jellemző Nusselt-szám értékének változása a rezgési frekvencia függvényében).
A projekt folyamata tehát az alábbi:
- Megismerkedni az elméleti háttérrel, az alapegyenletekkel (ábrán bemutató jelleggel szerepelnek…), melyek alapvetően az energia egyenlet és a Navier-Stokes rezgéssel való kiegészítésének eredményeként állnak elő nem kevés egyszerűsítés és közelítés után.
- Elméleti becslést adni a rezonancia frekvenciára: ez különösen bizonytalan, mivel pontosan nem értjük a rezonancia okát, és még teljesen üres, kocka alakú dobozra is csak közelítéseink vannak. (Tudjátok, mint a tyúk vagy a tojás probléma: megoldás van, de csak gömb alakú tyúkokra és abszolút 0 fokon működik egyelőre…)
- Kísérleti berendezés tervezése, és mérések elvégzése. Hát ez merőben új nekem, és jelenleg ebben a fázisban járunk, de erről majd kicsit később.
Röviden így tudom összefoglalni a feladat jellegét és célkitűzéseit. A részletekről majd még később írok, gondolván a BME-s olvasókra is. A hétvége ismét izgalmasnak ígérkezik, ugyanis ha semmi nem jön közbe, akkor péntek reggel Mexikóba utazunk egy óceán parti kirándulás okán. Arrrivvaaaa!:)
