A superfície híbrida combina nanofios hidrofóbicos e canais hidrofílicos para evitar inundações de condensação

A condensação é crítica para aplicações como geração de energia, colheita de água e sistemas de refrigeração. No entanto, as superfícies tradicionais sofrem de uma queda no desempenho sob alto subcoolamento, quando a temperatura da superfície é muito menor que o vapor circundante. Isso leva à inundação de água e à transferência de calor reduzida.

Para enfrentar esse desafio de longa information, pesquisadores da Universidade Nacional de Taiwan e da Universidade Nacional de Chung Hsing desenvolveram uma nova superfície híbrida tridimensional (3D) que aprimora significativamente condensação desempenho e evita inundações, mesmo com alto subcoolamento. O artigo é publicado em Pequenas estruturas.

A nova superfície integra nanofios hidrofóbicos curtos e microcanais hidrofílicos em um padrão estruturado. Essa combinação ajuda a orientar as gotículas de água com eficiência da superfície, impedindo o acúmulo de água que normalmente dificulta a transferência de calor.

Diferentemente dos projetos anteriores, essa superfície sustenta a condensação gota a partir de alta transferência de calor e condensação controlada no filme em regiões confinadas para orientar a drenagem, permitindo o desempenho estável em uma ampla gama de temperaturas.

Os resultados experimentais demonstraram que a superfície com os microcanais mais estreitos (denominada N100) alcançou o melhor desempenho. Mantera um coeficiente de transferência de calor estável e alto de 38,3 kW/m²· Ok a um sub -resfriamento de 16 Ok – 216% maior que uma superfície hidrofílica convencional.

Na superfície N100, gotículas de água grandes foram removidas eficientemente através do movimento deslizante ao longo dos microcanais, pois o filme confinado ajudou a reduzir a adesão e promover a partida de gota.

Esta inovação oferece uma solução robusta para melhorar a condensação em aplicações práticas como trocadores de caloraparelhos de ar condicionado e unidades de dessalinização. Sua estabilidade e desempenho entre as faixas de temperatura representam um passo significativo em transferência de calor Materiais.

“Esta pesquisa mostra como a engenharia de superfície inteligente pode superar as limitações dos materiais atuais e melhorar eficiência energética Nos sistemas do mundo actual “, disse o Prof. Ming-Chang Lu.