Die Konstruktion mikro-nanostrukturierter Oberflächen zur Steuerung des Tropfenverhaltens ist eine effektive Methode zur Verstärkung des Wärmeübergangs bei Kondensation. Bisherige Studien konzentrieren sich hauptsächlich auf innovative Mikro- oder Nanostrukturen zur Steuerung des Tropfenabsprungs, wobei die Auswirkungen der Anpassung der beiden Strukturen auf den Wärmeübergang bei Kondensation kaum diskutiert werden. In dieser Arbeit wurden durch Anpassung der Herstellungsparameter drei superhydrophobe Oberflächen aus CuO-Nanoblättern und Mikrokanälen erzeugt: gleiche Mikrostruktur mit unterschiedlichen Nanostrukturen und gleiche Nanostruktur mit unterschiedlichen Mikrostrukturen. Durch den Vergleich des Tropfendynamikverhaltens auf zwei Oberflächenpaaren wurde der Mechanismus zur Verstärkung des Wärmeübergangs bei Kondensation untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Mikrostrukturparameter das Zusammenfließen und Abspringen der Tropfen fördert und die Größe der haftenden Tropfen effektiv verringert; eine Verringerung der Nanostrukturparameter erhöht die Nukleationsstellen und senkt die kritische Größe der Cassie-Tropfen. Die synergistische Steuerung der Mikro-Nanostrukturen kann den ersten Laplace-Druck F_Δp1 und den zweiten Laplace-Druck F_Δp2 erhöhen, wodurch ein kleinerer kritischer Absprungradius und eine höhere Absprungrate erzielt werden. Der Wärmeübergangskoeffizient bei Kondensation wird im Überkühlungsbereich von 1 bis 16 K um 12 % bis 41 % erhöht. Diese Methode der synergistischen Steuerung der Mikro-Nanostrukturen bietet neue Ansätze zur Verstärkung des Wärmeübergangs auf Kondensationsoberflächen.

tropfenkondensation; tropfenabsprung; mikro-nano-synergismus; wärmeübergangsverstärkung