# Rice University: Q-переключение тепла в водном прототипе дало пятикратный импульс мощности

- Опубликовано: 2026-11-06 07:02 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Энергетика
- Теги: активное Q-переключение тепла, тепловой накопитель, противоточный тепловой осциллятор, тепловая добротность, тепло по требованию, Rice University, Cell Reports Physical Science, теплообмен жидкого металла, импульс тепла
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-5392b594f845d3516624dcef_rice_university_q/

**Инженеры Rice University накапливают тепло в двух встречных потоках жидкости и выдают его импульсом при постоянной мощности нагрева. Пока это водный лабораторный прототип.**

![Rice University engineers use Q-switching to release stored heat from a water prototype at 5x prior output](https://sgzwpqqelzmajkcubgkl.supabase.co/storage/v1/object/public/rt-media/2026/11/28819535b3e9b492.jpg)
*US Government, Wikimedia Commons, Public domain*

Инженеры Rice University описали метод активного Q-переключения тепла: устройство с потоками жидкости накапливает тепло и отдаёт его коротким импульсом, пока мощность нагрева остаётся постоянной. Работа опубликована в Cell Reports Physical Science [1]. В настольной установке на воде выходная мощность одного из каналов выросла примерно в пять раз по сравнению со стационарным значением до переключения [1].

## Как работает тепловой осциллятор

Устройство состоит из двух теплосвязанных каналов, в которых жидкость течёт в противоположных направлениях (противоточный тепловой осциллятор). Подход заимствован из физики лазеров: добротность Q показывает, насколько хорошо резонатор удерживает энергию. Лазеры с Q-переключением накапливают энергию и отдают её коротким мощным импульсом. Команда Rice перенесла тот же принцип управляемого накопления и выдачи на тепловую энергию [1].

При согласованных потоках тепло переходит между каналами туда и обратно и остаётся внутри дольше, чем жидкость проходит через устройство. Это состояние высокой добротности, в нём энергия накапливается [1]. Рассогласование потоков или ослабление теплообмена между каналами нарушает эту рециркуляцию. Устройство переходит в состояние низкой добротности, и накопленное тепло уходит быстро [1]. По словам авторов, вода остаётся жидкой и при накоплении, и при отдаче, плавление и замерзание накопительного материала не используются.

## Эксперимент и модель

В эксперименте использовали самодельную настольную установку с водой, нагреваемую светодиодной лампой. После примерно пяти часов стационарного нагрева исследователи увеличили расход в одном канале. Пиковая тепловая мощность на его выходе выросла примерно в пять раз по сравнению со значением до переключения, а мощность нагрева не менялась [1].

Нестационарная термогидравлическая модель воспроизвела опыт с водой. Для системы с жидким металлом в качестве рабочей среды модель предсказывает пик примерно в 20 раз выше мощности на входе при расчётных условиях [1]. Моделирование также показывает, что стопка из нескольких осцилляторов расширяет доступный диапазон запасаемой энергии и мощности [1]. Авторы отмечают, что дополнительная мощность импульса берётся из тепла, накопленного ранее.

Принцип пока показан только на воде. Соавтор работы Наоми Халас (Naomi Halas) назвала следующей задачей надёжность управления при повторяющихся циклах и подбор под тепловые потребности конкретного применения. В числе возможных применений авторы называют стерилизацию, очистку, запуск дистилляционных установок, использование солнечного или промышленного сбросного тепла и управление температурой в микрофлюидных устройствах.

## Источники

1. [Cell Reports Physical Science](https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2026.103593)
2. [EurekAlert](https://www.eurekalert.org/news-releases/1150656)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-5392b594f845d3516624dcef_rice_university_q/