低压蒸汽滴状冷凝过程中液滴生长速率和临界尺寸的确定

摘要

实验研究了低压条件下滴状冷凝时液滴生长特性。通过控制氧化和分子自组装相结合的方法,制备超疏水表面,实验观察了液滴在空气环境中和蒸汽环境中的接触角,发现蒸汽环境中的接触角比空气环境中的小,而压力对接触角没有显著影响.利用高速摄像仪记录冷凝过程中的液滴的生长周期和脱落尺寸,得到液滴的脱落半径随压力的降低而增大,生长周期也随之延长.利用文献模型分析了不同压力下直接冷凝长大液滴的生长速率,得到生长速率随压力的减小而减小,并随过冷度的减小而下降.同时利用软件处理实验图像得到不同压力下液滴的合并生长速率,发现在处理的液滴尺寸范围内不同压力下液滴的合并生长速率相同.根据滴状冷凝液滴分布的时间序列模型,分析了不同压力下液滴生长的临界尺寸,得到随着压力的降低,液滴生长方式的临界尺寸增大.