La construcción de superficies con estructuras micro-nano para regular el comportamiento de las gotas es un método eficaz para fortalecer la transferencia de calor por condensación. Las investigaciones existentes se centran principalmente en innovar estructuras micro o nano para controlar el rebote de las gotas, con poca discusión sobre el efecto de la adaptación entre ambas estructuras en la transferencia de calor por condensación. En este estudio, mediante el control de los parámetros del proceso de preparación, se obtuvieron tres superficies superhidrofóbicas de CuO con nanohojas y microcanales: misma microestructura con diferentes nanostructuras, y misma nanostructura con diferentes microestructuras. Al comparar la dinámica de gotas en pares de superficies, se exploró el mecanismo de refuerzo de la transferencia de calor por condensación en la superficie. Los resultados muestran que aumentar los parámetros microestructurales fomenta la coalescencia y el rebote de las gotas, reduciendo eficazmente el tamaño de las gotas adheridas; reducir los parámetros nanostructurales aumenta los sitios de nucleación y disminuye el tamaño crítico de las gotas en estado Cassie. La regulación sinérgica de las micro-nanoestructuras puede aumentar la presión de Laplace primaria FΔp1 y secundaria FΔp2, obteniendo un menor diámetro crítico de rebote y una mayor frecuencia de rebote, mejorando el coeficiente de transferencia de calor por condensación entre un 12 % y un 41 % en un rango de sobreenfriamiento de 1 a 16 K. Este método de regulación sinérgica de las micro-nanoestructuras ofrece una nueva perspectiva para mejorar la transferencia de calor en superficies de condensación.
关键词
condensación por gotas; rebote de gotas; sinergia micro-nanoestructura; refuerzo de transferencia de calor