Estudio de la evaporación de gotas de nanofluido suspendidas y del depósito de partículas

Gao Feng ,  

Li Yuanyuan ,  

Lu Gui ,  

摘要

La evaporación de gotas de nanofluido funcional conteniendo partículas en una superficie sólida es un proceso clave en varios campos como la climatización, la refrigeración electrónica, entre otros. Se estudió el proceso de evaporación de nanofluido en una superficie sólida y el depósito de partículas, se capturaron patrones de depósito y se caracterizaron microscópicamente. Los resultados muestran que las gotas de líquido siempre se evaporan en un patrón de radio de contacto constante, los cambios en la temperatura del sustrato y el volumen de la gota tienen poco efecto en el modo y la forma de evaporación de la gota, y el ángulo de contacto cambia casi linealmente con el tiempo. Los agentes surfactantes pueden regular en gran medida el comportamiento cinético de la expansión de la gota, con solo agregar un 0.25% en masa de surfactante sulfato de dodecilo de sodio (SDS) se puede aumentar el radio de expansión de la gota de 0.71 mm a 1.12 mm, el ángulo de contacto inicial pasa de 83° a 54°, y el área de expansión aumenta en un 89%. Además, el SDS puede regular el aumento en el ancho de los anillos de café, cuando la fracción de masa de SDS alcanza el 1.00%, el ancho de los anillos de café alcanza los 230 µm, las partículas están distribuidas de manera relativamente uniforme en toda la zona de evaporación, lo que inhibe eficazmente el efecto de los anillos de café. La temperatura del sustrato y el volumen de la gota tienen un efecto significativo en los patrones de depósito de las gotas de líquido después de la evaporación, a mayor temperatura del sustrato, mayor volumen de la gota, más evidentes son los anillos de café formados después de la evaporación. Mediante la introducción del número Ma, se cuantificaron los mecanismos de efectos del Marangoni inducidos por cambios de temperatura, volumen y fracción de masa en el movimiento interno de la gota y el mecanismo de formación de los anillos de café.

关键词

nanofluido; evaporación de gotas; autoensamblaje de partículas; anillos de café

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