具有超疏水和超亲水涂层的尖峰表面上高效凝结
软凝聚态物质
2025-12-05 v1 应用物理
流体动力学
摘要
蒸汽在固体表面的凝结是自然界和各种工业应用中广泛观察到的能量传递模式。凝结效率与固体材料性质、几何形貌以及液体移除方法密切相关。尽管已广泛应用于微纳米层面的表面改性以增强蒸汽凝结，但，如何在复杂表面形貌上调控蒸汽凝结和液体移除仍不完整。本文报道了一种利用超疏水和超亲水涂层以及尖峰表面实现高效蒸汽凝结和快速液体移除的方法。我们揭示，在具有毫米尺度尖峰的铜板上，超疏水尖峰表面促进滴落式凝结，而超亲水底部沟槽促进液体蔓延，并且毛细缝隙中的抽吸效应可迅速移除凝结液。该方法无需依赖重力即可实现高凝结效率。此外，我们演示了尖峰表面的凝结具有显著的抽吸效应，即持续吸引蒸汽流，从而改变流向。这为高效蒸汽凝结技术提供了新方法，为提供热管等相变传热设备的循环动力源并提高凝结效率打开了广阔前景。
引用
@article{arxiv.2407.12244,
title = {Efficient condensation on spiked surfaces with superhydrophobic and superhydrophilic coatings},
author = {Kai-Xin Hu and Yin-Jiang Chen and Bin-Wei Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.12244},
year = {2025}
}