金属表面工程对于跳跃滴滴凝结的极端支
Matteo Donati1, Kartik Regulagadda1, Cheuk Wing Edmond Lam1
1Laboratory of Thermodynamics in Emerging Technologies, Department of Mechanical and Process Engineering, ETH Zurich, Sonneggstrasse 3, 8092 Zurich, Switzerland.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|December 29, 2023
概括
研究人员开发了一种耐用的超疏水性表面,用于高效的水凝结. 这种表面通过允许滴滴跳跃来增强热传递,在耐用性和性能方面超过现有技术.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 热传递是一种热传递.
背景情况:
- 金属表面的冷凝对于发电和制药等行业至关重要.
- 提高冷凝器表面的传热效率,可扩展性和耐用性是一个持续的挑战.
- 凝结引起的滴滴跳跃喷射了凝结物,改善了热传递,但通常需要脆弱的涂层.
研究的目的:
- 开发一种可扩展的制造方法,用于上耐用,分层结构的超表面.
- 为了研究表面在恶劣的凝结条件下的性能,包括超热蒸汽切割流.
- 通过持续的冷凝跳跃来实现增强的传热系数.
主要方法:
- 制造有层次结构的超疏水性表面.
- 应用超薄 (≈4.0 nm) 聚-1H,1H,2H,2H-甲烯酸 (pPFDA) 涂层.
- 在超热蒸汽凝结 (≈1.42 bar, ≈111 °C, 3-9 m/s) 下测试耐用性 (≥72 h).
主要成果:
- 在恶劣的条件下,开发的表面显示了持续的冷凝液跳跃超过72小时.
- 达到高达一个数量级的传热系数,高于薄膜凝结.
- 与当前的最先进技术相比,表面表现出优越的耐用性和性能.
结论:
- 建立了一种可扩展的方法,用于制造强大的超疏水表面,用于凝结热传递.
- 层次结构和薄而耐用的涂层的协同效应使长期的冷凝液跳跃成为可能.
- 这项工作为冷凝器表面性能和耐用性设定了新的基准.
