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郑少飞老师在《Advances in Colloid and Interface Science》期刊发表论文

发布日期:2022-01-24

作为一个多学科交叉的复杂相变传热问题,同时拥有时空多尺度特征,滴状冷凝受到多种因素的影响,诸如冷凝面属性(润湿性、表面能等)、蒸汽流速、不凝性气体等。当前,人们在滴状冷凝换热机理及其影响因素的研究上已经取得了非常大的成功,并且指出了强化和优化滴状冷凝换热性能的具体方向:提高冷凝面液滴成核密度从而增加小液滴数量;对液滴脱落尺寸进行调节和控制提高液滴刷新频率。在冷凝过程中,液滴的核化、生长、聚并和脱落都和冷凝表面密切相关。近年来,随着微纳加工技术和仿生学的快速发展,人们陆续发现了一些新的冷凝现象,促使研究者们希望设计各式各样的功能表面,提高冷凝面液滴成核密度并操控液滴高效刷新,进而达到强化冷凝换热的目的,并逐渐发展成为滴状冷凝领域一个十分活跃和重要的研究方向。其中,最具代表性的是疏水表面、微纳结构超疏水表面和超滑表面。借助功能表面强化滴状冷凝换热吸引了广泛关注,极大的丰富了冷凝换热机理的理解,也为进一步强化冷凝换热性能提供了新的视角和方案。

围绕功能表面滴状冷凝换热这一主题,华北电力大学工程热物理研究中心郑少飞老师为一作者,德国工程院院士Ulrich Gross教授为第二作者,王晓东教授作为通讯作者,在胶体和界面科学领域顶级期刊Advances in Colloid and Interface Science上发表题目为“Dropwise condensation: From fundamentals of wetting, nucleation, and droplet mobility to performance improvement by advanced functional surfaces”的综述论文。首先,论文围绕滴状冷凝强化换热机理及其影响因素系统总结了现有研究成果,包括表面浸润性、核化、液滴动力学、冷凝换热模型等,给出了强化冷凝换热性能的主要路线。随后,系统综述了包括超滑表面在内的功能表面冷凝换热的研究现状,讨论了功能表面操控液滴热质传递的机理以及强化冷凝换热性能的原理和方法。最后,系统归纳了滴状冷凝换热研究存在的问题并探讨了未来的研究方向。通过对滴状冷凝研究现状的系统综述,明晰了先进功能表面液滴热质传递机理及强化滴状冷凝换热的原理和方法,为后续研究工作奠定了坚实的理论基础。

工作得到了国家自然科学基金重点项目(No. 51936004)、国家自然科学基金(No. 52006064)、国家自然科学基金创新研究群体科学基金(No. 51821004)中央高校基础研究基金(No. 2021MS050)资助。


撰稿人:郑少飞