Forbedring af åndedrætsfigurer ved hjælp af elektriske felter

Åndedrætsfigurer er de typiske kondensmønstre, vi kender fra vejrtrækning på en kold overflade. I fysikken, dette udtryk bruges til at beskrive dråbevis kondensmønstre. Udviklingen af ​​disse mønstre og afrulning af dråber kan ændres kraftigt under elektriske felteffekter 'elektrovædning' - hvilket fører til højere varmeoverførselshastigheder. Forskere fra University of Twente præsenterede disse fund i Fysisk gennemgangsbreve .

Dråbevis kondens kan ses i mange naturfænomener som dugdannelse; det er også grundlaget for teknologier som varmevekslere, afsaltningsenheder og vandhøstningssystemer. Optimering af disse industrielle applikationer kræver indgående kendskab til hele kondensationsprocessen, herunder dråbe vækst dynamik og mobilitet. Det er muligt at gøre dette ved at ændre overfladeegenskaberne, for eksempel ved at påføre en tynd vandafvisende belægning, der forbedrer dråbes mobilitet. UT -forskerne viser nu, at det også er muligt aktivt at påvirke kondensatdråberne ved at indlejre elektroder i overfladen.

Anvendelse af elektriske felter ændrer overfladens 'befugtningstilstand'. Dette kaldes elektrowetting. Den typiske ånde -figur har tilfældigt fordelte dråber, men under elektrovådning, udviklingen af ​​kondens kan kontrolleres. Det elektriske felt påvirker fordelingen og størrelsen af ​​dråberne:de smelter hurtigere sammen forårsaget af de elektriske kræfter og danner større dråber på kortere tid. Desuden bevæger de sig for at blive tilpasset hinanden.

Forbedret varmeoverførsel

På denne måde, under elektrovådning, ånde -tallet gennemgår en større transformation af egenskaber som overfladedækning, størrelsesfordeling og gennemsnitsradius. Ved hurtig sammenfletning af dråber, deres nettooverfladedækning reduceres i forhold til typiske tilfælde, efterlader mere 'bar overflade' for yderligere kondens. Desuden ruller dråberne hurtigere af på overfladen. Denne øgede mobilitet fører til mere effektiv varmeoverførsel, som foreløbige målinger viser - udført i samarbejde med en forskningsgruppe af MIT. Bortset fra praktiske anvendelser, som forbedrede varmevekslere, forskningen giver mere grundlæggende indsigt i teoretisk analyse af dråbevis kondens på en lang række energiniveauer:den viser, hvad de foretrukne placeringer for justering af dråber, for eksempel.

Undersøgelsen er blevet udført i gruppen Physics of Complex Fluids hos professor Frieder Mugele, en del af MESA+ Institute for Nanotechnology ved University of Twente. Det blev støttet af den nederlandske organisation for videnskabelig forskning (division Applied and Engineering Sciences) og Vici-programmet.