水平与垂直双疏图案表面上静置水滴的蒸发
流体动力学
2019-12-17 v3
摘要
本文呈现了一项关于受热双疏表面（由具有强接触线钉扎的圆形疏水图案的超疏水基质构成）上单水滴蒸发的传热实验研究。将8微升体积的单水滴置于预热表面，并在开放实验室环境中蒸发。我们考察基底取向（水平与垂直）对蒸发动力学的影响。利用光学与红外成像，我们报告蒸发液滴的流体动力学与传热特征。总体而言，垂直表面蒸发更高效，表现出更高的总传热率与至多10%更短的蒸发时间。反直觉地，在垂直表面上，尽管底部接触角高且预期有楔形效应，基底-液滴界面热流在下接触线附近高于上部区域。同时，液滴下部温度更低。我们将此表观异常归因于显热加热与蒸发的竞争，以及与水平表面相比修正的对流特征（液滴内与气相中）。我们还展示当蒸发过程末期上下接触线接触角趋于相等时，热特征变得均匀。本工作的见解可指导喷雾冷却装置设计，或用于改变基于蒸发的制造技术与喷墨印刷中的颗粒沉积图案。
引用
@article{arxiv.1909.10982,
title = {Evaporation of sessile water droplets on horizontal and vertical bi-phobic patterned surfaces},
author = {Wenliang Qi and Junhui Li and Patricia B. Weisensee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.10982},
year = {2019}
}
备注
manuscript and SI submitted to Langmuir