分级纳米线结构对水滴毛细铺展速率的影响

作     者：春江 徐晨 张羽飞 孙良亮 郑毅 温荣福 郝婷婷 马学虎 CHUN Jiang;XU Chen;ZHANG Yufei;SUN Liangliang;ZHENG Yi;WEN Rongfu;HAO Tingting;MA Xuehu

作者机构：大连理工大学化工学院辽宁省化工资源清洁利用重点实验室大连116024 

基　　金：国家自然科学基金(No.51836002) 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      码：1637-1642页

摘      要：液滴在固体壁面上快速铺展形成薄液膜现象广泛应用于微电子芯片散热、喷雾冷却、农药喷洒中,是薄液膜蒸发/冷凝、撞击铺展等过程的核心控制因素。基于毛细压力和黏性阻力之间的竞争关系,通过调控表面微结构的尺度提高毛细力和减少黏性力是实现薄液膜快速铺展的关键。本文为了克服毛细力和黏性阻力对于单一尺度的竞争关系导致的铺展速率的限制,引入了具有纳米线团簇和V形沟槽的复合分级纳米线结构,显著提高了液膜的毛细铺展速率,达6.54 mm·s^(-0.5),其中规则有序的纳米线团簇提供较大的毛细压力,而V形沟槽为流体输运提供了快速输运通道,显著减小了黏性阻力。在此基础上修正了毛细铺展动力学模型,在与实验结果吻合程度较好的前提下,进行了结构参数分析进一步明确了V形沟槽导致阻力的减小对于提高毛细铺展速率的重要作用。本研究通过引入分级纳米线结构,对于毛细铺展速率实现了有效调控,为设计和优化分级纳米线结构实现液膜快速铺展和强化蒸发传热提供策略。

主 题 词：毛细铺展 纳米线团簇 V形沟槽 毛细压力 

学科分类：080701[080701] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

馆 藏 号：203112639...