發(fā)布時間：2021-07-15 16:57

　　為了解表面親水性改變對液滴在斜面上的滾動性能影響,本文選取荷葉作為疏水材料,通過濺射不同厚度金屬鉑的方式對表面進(jìn)行處理,模擬表面疏水性的退化,隨后實(shí)驗(yàn)研究了不同傾角斜面上液滴的滾動規(guī)律。結(jié)果表明,液滴以勻加速的形式在各表面上滾動,且隨噴鉑時長增加靜態(tài)接觸角減小,加速度減小,阻力增加。隨傾角增加,液滴接觸長度增加、阻力增加,且與傾角都有線性關(guān)系。另外,通過建立滾動阻力模型,確定了阻力與接觸寬度和接觸角的關(guān)系式。隨后又推導(dǎo)了滾動加速度的表達(dá)式,顯示其可由靜態(tài)接觸角和斜面傾角直接計(jì)算,進(jìn)而預(yù)測疏水表面上液滴滾動能力。 

【文章來源】：建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2019,38(04)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

濺射時長tcoating與靜態(tài)接觸角θstááááááδáθááát

綺?背?coating為0~80s的液滴狀態(tài)�？梢�，隨著噴鉑時長的增加，液滴接觸角逐漸減小，液滴的接觸角處于150~130°之間，盡管疏水效果逐漸變差，但仍保持為超疏水狀態(tài)。此外，依據(jù)噴金儀手冊提供的數(shù)據(jù)，圖1中還給出噴鉑時長tcoating與鉑厚度δpt的關(guān)系作為參考。圖1濺射時長tcoating與靜態(tài)接觸角θst及鉑累積厚度δpt的關(guān)系曲線利用掃描電鏡（JSM-6510LV，日本電子）觀察了處理后的表面微觀結(jié)構(gòu)。由于該電鏡只有在物面導(dǎo)電時才能成像，因此對荷葉表面進(jìn)行了60s的噴鉑處理，觀察到的微觀結(jié)構(gòu)如圖2所示，放大倍數(shù)分別為900倍（圖2a）和8000倍（圖2b）。圖像顯示荷葉表面均勻分布著許多小凸起，測量荷葉表面凸起直徑以及凸起間距，尺度范圍分別是5~10μm和12~18μm。對單個凸起放大觀察，顯示有更微小的絨毛狀微觀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)尺度為納米量級�？梢�，液滴靜態(tài)接觸角減小的原因是由于親水金屬層的逐漸累積改變荷葉表面的性質(zhì)所導(dǎo)致的，其微觀結(jié)構(gòu)并未有顯著改變。（a）放大倍數(shù)900倍（b）放大倍數(shù)8000倍圖2荷葉的表面微觀結(jié)構(gòu)2液滴滾動實(shí)驗(yàn)及分析將荷葉平整地固定在載玻片上，設(shè)定載玻片傾斜角10°，20°，30°和40°。將去離子水充入注射器，放置于傾斜葉片邊緣，緩慢推動注射器，使液滴體積緩慢增加，在重力作用下落到荷葉表面上。選取的注射器針頭直徑為0.55mm，生成的液滴尺度約為~1mm，與雨滴的尺度一致。先通過攝像機(jī)拍攝液滴在傾斜表面的滾動過程，然后將拍攝的視頻導(dǎo)入AdobePremiereCS6軟件，對視頻的色度及對比度進(jìn)行調(diào)整，再用VideoSpotTracker軟件對視頻中的液滴運(yùn)動進(jìn)行跟蹤，得到液滴滾動的定量數(shù)據(jù)，裝置如圖3所示。圖3液滴沿不同斜面滾動的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖2.1未處理表面實(shí)驗(yàn)先測量?

梢兜謀礱嫖⒐勱峁?2液滴滾動實(shí)驗(yàn)及分析將荷葉平整地固定在載玻片上，設(shè)定載玻片傾斜角10°，20°，30°和40°。將去離子水充入注射器，放置于傾斜葉片邊緣，緩慢推動注射器，使液滴體積緩慢增加，在重力作用下落到荷葉表面上。選取的注射器針頭直徑為0.55mm，生成的液滴尺度約為~1mm，與雨滴的尺度一致。先通過攝像機(jī)拍攝液滴在傾斜表面的滾動過程，然后將拍攝的視頻導(dǎo)入AdobePremiereCS6軟件，對視頻的色度及對比度進(jìn)行調(diào)整，再用VideoSpotTracker軟件對視頻中的液滴運(yùn)動進(jìn)行跟蹤，得到液滴滾動的定量數(shù)據(jù)，裝置如圖3所示。圖3液滴沿不同斜面滾動的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖2.1未處理表面實(shí)驗(yàn)先測量未經(jīng)表面處理（tcoating=0s）的葉片上的液滴運(yùn)動，將其作為基準(zhǔn)，然后再研究不同處理時長表面上液滴滾動規(guī)律的相對變化。對于未處理表面，分別設(shè)定傾角為10°，20°，30°和40°。通過圖像處理獲得液ááááááèδá°nm°ááááθááátè°s°èá第38卷第4期張永波等：表面親水改性對液滴斜面滾動性能的影響·41·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]親/疏水表面上液滴滯后阻力的研究[J]. 秦亮,劉天慶.  化工進(jìn)展. 2012(08)
[2]荷葉表面納米結(jié)構(gòu)與浸潤性的關(guān)系[J]. 王景明,王軻,鄭詠梅,江雷.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)



本文編號：3286105