Przejdź do treści

Optimal contact angle for dropwise condensation: an experimental study

Kondensacja kropelkowa, powszechnie uznawana za wysoce efektywny mechanizm wymiany ciepła, nadal nie została wdrożona w zastosowaniach przemysłowych. Ostatnie postępy w semi-analitycznym modelowaniu kondensacji wskazały na istnienia optymalnego kąta zwilżania, sprzyjającego zwiększeniu efektywności tego procesu. W niniejszej pracy przedstawiono pierwsze badania eksperymentalne potwierdzające te przewidywania. Wykorzystując samoorganizujące się monowarstwy tioli na gładkich powierzchniach pokrytych złotem, systematycznie badaliśmy kąty zwilżania w zakresie od 84° do 115° w komorze klimatycznej z kontrolą ciśnienia i temperatury, w warunkach braku gazów niekondensujących. Wyniki eksperymentów wykazały, że optymalny kąt zwilżania dla procesu kondensacji mieści się w przedziale od 96° do 105°. Co istotne, choć uzyskane wyniki potwierdzają przewidywania dotyczące istnienia optymalnego kąta zwilżania, konkretne wartości oraz ich wpływ różnią się od wcześniejszych doniesień. Poprzez eksperymentalne wykazanie wyższych współczynników wymiany ciepła podczas kondensacji dla pośrednich wartości kąta zwilżania, badanie jednoznacznie pokazuje, że wysoka hydrofobowość nie musi być pożądaną właściwością powierzchni skraplacza. Wnioski płynące z tej pracy otwierają nowe możliwości poprawy kondensacji kroplowej w różnych procesach przemysłowych, takich jak obiegi parowe czy separacja cieczy.

Artykuł:

International Journal of Heat and Mass Transfer

Autorzy z PW:

Tomasz Kułakowski

Rok wydania: