及時(shí)脫除熱力除霜后冷表面殘留液滴,可以延緩二次結(jié)霜。本文對(duì)室溫環(huán)境下超疏水表面融霜演化行為進(jìn)行了微觀(guān)可視化觀(guān)測(cè),對(duì)比分析了表面傾角對(duì)裸鋁表面（接觸角88. 0°）及超疏水表面（接觸角151. 1°）融霜排液的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水平超疏水表面融霜過(guò)程存在單液膜卷曲收縮及多液滴合并兩種行為,較大的靜態(tài)接觸角及較小的接觸角滯后是促使多液滴合并的主要原因。與傾斜裸表面融霜過(guò)程存在大量殘留液滴不同,超疏水表面融霜液可實(shí)現(xiàn)自排除;當(dāng)表面傾角>30°時(shí),超疏水表面排液率可達(dá)90%以上。結(jié)合表面潤(rùn)濕特性及表面傾角推導(dǎo)出表面液滴臨界脫落半徑,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。 

【文章來(lái)源】：制冷學(xué)報(bào). 2020,41(01)北大核心

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表面傾角對(duì)液滴臨界脫落半徑的影響

圖10所示為不同表面傾角下裸表面和超疏水表面排液率對(duì)比，其中結(jié)霜30 min，結(jié)霜環(huán)境溫度為26℃，相對(duì)濕度為62%。由圖10可知，任意表面傾角下，超疏水表面排液率均高于裸表面。表面傾角為15°時(shí)，裸表面排液率為48%，此時(shí)超疏水表面排液率已達(dá)90%;當(dāng)表面傾角增至45°，裸表面排液率為55%，而此時(shí)超疏水表面融霜液已可完全去除。這是因?yàn)殡S著表面傾角的增大，重力對(duì)融霜排液的影響逐漸增加，表面融霜液滴脫離的臨界半徑逐漸減小(圖9)，使融霜后表面排液率增加。雖然隨著表面傾角從15°增至90°，裸表面排液率增加了22%，但最大排液率僅為70%，仍有部分液滴殘留于表面。與此相比，表面傾角≥45°時(shí)，超疏水表面融霜液可完全去除，表現(xiàn)出較好的排液特性。3 結(jié)論

圖7所示為裸鋁表面及超疏水表面上融霜排液過(guò)程對(duì)比。其中，平板表面傾角45°，結(jié)霜環(huán)境溫度為26℃，相對(duì)濕度為62%，結(jié)霜時(shí)間為30 min。裸表面融霜排液過(guò)程如圖7(a)所示。由圖7(a)可知，裸表面霜層逐漸融化，融化過(guò)程液膜較易斷裂，表面形成大小不均液滴，液滴呈不規(guī)則狀，表面液滴覆蓋率較高，如圖7(a-4)所示。由于裸表面潤(rùn)濕性大，液滴接觸角較小，液滴的重力難以克服阻礙液滴下滑的黏附功，大部分液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，粘附于裸表面。而超疏水表面上融霜排液行為與裸表面存在顯著差異，如圖7(b)所示。霜層融化過(guò)程中，由于超疏水表面的去潤(rùn)濕特性，表面張力較大，多液滴在冰水混合狀態(tài)時(shí)已開(kāi)始發(fā)生聚合，如圖7(a-3)所示。液滴直徑逐漸增大，且冰水混合液滴呈現(xiàn)Cassie狀態(tài)，懸浮于超疏水表面，冰水混合液滴在重力作用下克服阻礙其運(yùn)動(dòng)的界面黏附力，從界面脫落，如圖7(b-4)～圖7(b-5)所示。與裸表面液滴沿平板滑落不同，超疏水表面液滴脫落過(guò)程伴隨液滴的滾動(dòng)和剝離(圖7(b-5))，使脫落過(guò)程更為迅速。112 s時(shí)，超疏水表面融霜排液結(jié)束，融霜液完全去除，如圖7(b-6)所示。2.2.2 表面融霜排液理論分析

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3000452