纳米结构超疏水表面上的冷凝液滴漫游
流体动力学
2025-01-31 v1
摘要
合并冷凝液滴从超疏水表面跳出是一种有趣的现象，相较于表面冷凝中研究更多的重力驱动液滴移除模式，它带来了显著的传热增强；表面冷凝这一相变过程在从能源到水收集等应用中至关重要。然而，当冷凝微液滴合并时，它们也可在表面上自发地全向推进，与重力无关，并通过沿途扫过的液滴供给而生长。本文观察并解释了这一仅在纳米结构超疏水表面上合并冷凝微液滴漫游现象背后的物理机制，其中微液滴比底层表面纳米结构大数个数量级。我们量化并表明，正是冷凝过程中液滴粘附的固有不对称性（源于纳米结构内成核的随机性）产生了驱动漫游运动的切向动量。此转换过程中的后续去润湿引发生动的漫游与连续合并过程，防止表面冷凝溢流并增强表面更新。最后，我们表明漫游将过剩表面能转化为动能的更高效转换过程，带来了显著优于冷凝液滴跳动的传热效率，而后者目前被理解为最大机制。
引用
@article{arxiv.2310.11382,
title = {Condensate droplet roaming on nanostructured superhydrophobic surfaces},
author = {Cheuk Wing Edmond Lam and Kartik Regulagadda and Matteo Donati and Abinash Tripathy and Gopal Chandra Pal and Chander Shekhar Sharma and Athanasios Milionis and Dimos Poulikakos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11382},
year = {2025}
}