为什么会发生“冷凝”现象?新研究,揭示了冷凝之谜!( 三 )

魏森西和实验室的博士生孙建兴已经确定 , 这种看似不稳定的运动是作用在液滴上的毛细力不平衡的结果 。 研究还发现 , 液滴的速度与油的粘度和液滴大小有关 , 这意味着液滴的速度可以控制 , 其研究结果发表在《软物质》上 。 在工业中最常见的冷凝形式中 , 水蒸气冷凝在表面上形成一层厚厚的液体 。 这种方法被称为“膜状”冷凝 。 但另一种方法被证明在促进冷凝和随之而来的热量转移方面更有效:水滴状冷凝 。

为什么会移动?

它已经被用于传统的疏水表面——那些排斥水的表面 , 例如不粘锅上的聚四氟乙烯涂层 。 然而 , 当暴露在热蒸汽中时 , 这些传统的不润湿表面会迅速退化 。 相反 , 几年前 , 研究人员发现 , 在粗糙或多孔疏水表面注入润滑油 , 如机油 , 会导致更快的凝结 。 重要的是 , 这些注入润滑油的表面(LIS)导致了高度流动和更小的水滴的形成 , 当涉及冷凝和蒸发时 , 这些水滴负责大部分的传热 。 然而 , 在这个过程中 , 表面水滴的运动似乎是不稳定的 , 而且速度很快 。

相对于它们的大小 , 移动的速度非常快 。 问题是 , 为什么会移动?维森西和团队利用高速显微镜和干涉术观察了整个过程 , 能够辨别出发生了什么 , 以及液滴大小、速度和油粘度之间的关系 。 创造了水蒸气 , 并观察表面形成的小水滴 , 第一个过程是小水滴凝聚成更大的水滴 。 毛细管力使油滴长大并覆盖在液滴上 , 形成半月板——围绕液滴的一层弯曲的油 。 油在不停地移动 , 试图达到一种平衡 , 因为它覆盖了表面不同地方不同大小的液滴——如果一个大液滴在这里形成 。

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