A construção de superfícies com estruturas micro e nano para controlar o comportamento das gotas é um método eficaz para reforçar a transferência de calor por condensação. A maioria das pesquisas atuais foca na inovação de microestruturas ou nanoestruturas para controlar o pulo das gotas, com pouca discussão sobre o efeito da adaptação entre as duas estruturas na transferência de calor por condensação. Neste estudo, ao controlar os parâmetros do processo de preparação, foram obtidas três superfícies superhidrofóbicas de CuO com nano-folhas e micro canais: mesma microestrutura com diferentes nanoestruturas, e mesma nanoestrutura com diferentes microestruturas. Ao comparar a dinâmica das gotas entre pares de superfícies, foi explorado o mecanismo de fortalecimento da transferência de calor por condensação na superfície. Os resultados mostram que o aumento dos parâmetros da microestrutura promove a fusão e o pulo das gotas, reduzindo efetivamente o tamanho das gotas presas; a redução dos parâmetros da nanoestrutura aumenta os locais de nucleação e diminui o tamanho crítico das gotas no estado Cassie. O controle sinérgico das micro e nanoestruturas pode aumentar a pressão de Laplace primária FΔp1 e secundária FΔp2, obtendo um diâmetro crítico menor no pulo das gotas e uma maior frequência de pulo, aumentando o coeficiente de transferência de calor por condensação em 12% a 41% na faixa de superesfriamento de 1 a 16 K. Este método de controle sinérgico das micro e nanoestruturas oferece uma nova abordagem para fortalecer a transferência de calor em superfícies de condensação.
关键词
condensação por gotas; pulo de gotas; sinergia micro-nanoestrutura; fortalecimento da transferência de calor