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冷凝是工业和高性能计算机冷却过程的一部分。新的研究调查了为什么液滴会有奇怪的行为。
 
当一层薄薄的油覆盖在一种特殊类型的表面时,沐鸣测速网址凝结的水滴似乎在表面上以高速随机飞行,与较大的水滴融合,形成的模式不是由重力造成的。
 
“他们到目前为止,在他们自己的方面,相对维度”——水滴直径小于50微米,”然而他们被,和以很高的速度,”帕特丽夏Weisensee说,机械工程和材料科学助理教授在麦凯维圣路易斯华盛顿大学的工程学院。
 
“它们都在以每秒1毫米的速度向更大的水滴移动。”
 
膜状或水滴状凝结
 
在工业上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”凝结。但另一种方法已被证明在促进凝结和随之而来的热量转移方面更有效:滴状凝结。
 
它已经被用于传统的疏水性表面——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,这些传统的非湿润表面会迅速退化。相反,几年前,研究人员发现在粗糙或多孔的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,当涉及到冷凝和蒸发时,这些小水滴负责大部分的传热
 
 
然而,在这个过程中,水滴在表面的运动似乎是不稳定的,而且速度很快。“相对于它们的大小,它们移动的速度非常快”——大约100微米——“只要坐在那里,”Weisensee说。
 
“问题是,‘他们为什么要搬家?’”
 
 
 
毛细力
 
韦森塞和她的团队利用高速显微镜和干涉术观察了整个过程,他们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。
 
他们制造了水蒸气,并观察在表面上形成的小水滴。“第一个过程是小液滴凝聚形成大液滴,”Weisensee说。毛细力使油滴长大并覆盖在液滴上,形成一个半月板——油滴周围的一层弯曲的油膜。
 
石油不断地四处流动,试图在覆盖不同地方不同大小的液滴时达到平衡——如果在这里形成一个大液滴,半月板就会在上面延伸,导致油层在其他地方收缩。任何在收缩区域的小水滴都会迅速被大水滴吸引,从而导致富油和贫油地区。
 
在这个过程中,较大的液滴实际上是在清除空间,沐鸣登陆网速这反过来为更多的小液滴的形成提供了空间。
 
由于大部分的传热(约85%)是通过这些小水滴进行的,所以使用LIS进行水滴凝结应该是一种更有效的散热和从蒸汽中获得水的方法。由于水滴非常小,直径小于100微米,所以可以在更小的区域凝结。