防止挡风玻璃结冰！研究发现热传导对液滴动力学很重要

据外媒报道，在雨中驾驶时，雨滴最好滚下或弹出挡风玻璃，而不是挡住挡风玻璃甚至结冰。圣路易斯华盛顿大学麦克维工程学院的研究小组发现，热传导在疏水光滑表面上的液滴动力学中发挥了比以前想象的更大的作用。

(来源:wustl)

该校机械工程和材料科学助理教授帕特丽夏·韦森西(Patricia Weisensee)等人利用高速成像方法捕捉并研究水滴撞击受热光滑防水表面时形成的气泡，从而得出这一结果。气泡只有几百微米大小，当它从表面上升时，它会吸收下面的空气，从而形成水滴。Weisensee说:“研究人员在液滴上创建毛细波，因为液滴碰撞时会压缩，然后通过液滴发出冲击波，从而创建一个中间有气泡的甜甜圈形状的液滴。”

研究人员在三种受热表面上测试水滴，如聚四氟乙烯和两种表面化学性质相似的材料，包括生物相容性材料PDMS和疏水性硅烷基单层涂层HTMS。通过同步高速光学和高速红外成像，发现光滑表面向水滴传递的热量随着扩散速度的增加而增加。此外，随着表面温度的升高，气泡的大小和形状也发生了变化。

有趣的是，在液滴回缩过程中，由于气泡减少了液固界面的总面积，在50C和65C的表面温度下，液滴的总传热分别下降了5.6%和7.1%。总的来说，整个过程只持续了几毫秒，但对这些系统的冷却效率和液滴动力学产生了深远的影响。韦森西说:“研究人员发现，在液滴冲击对流或蒸发过程中，热传导是最突出的传热形式。”

此外，研究人员还测试了粗糙表面上的水滴。由于摩擦力的增加，液滴的扩散面积变小，传热面积变小，因此传热率降低，最终会降低喷雾冷却过程的效率，例如。

“这项特殊的研究使用了加热表面。然而，所获得的研究结果也将对液滴撞击表面的其他系统产生影响，如挡风玻璃、飞机机翼或风力涡轮机叶片。例如，在寒冷的环境中，用户不希望液滴停留和冻结，因此他们需要了解液滴动力学和传热之间的相互作用。”据外媒报道，在雨中驾驶时，雨滴最好滚下或弹出挡风玻璃，而不是挡住挡风玻璃甚至结冰。圣路易斯华盛顿大学麦克维工程学院的研究小组发现，热传导在疏水光滑表面上的液滴动力学中发挥了比以前想象的更大的作用。

(来源:wustl)

该校机械工程和材料科学助理教授帕特丽夏·韦森西(Patricia Weisensee)等人利用高速成像方法捕捉并研究水滴撞击受热光滑防水表面时形成的气泡，从而得出这一结果。气泡只有几百微米大小，当它从表面上升时，它会吸收下面的空气，从而形成水滴。Weisensee说:“研究人员在液滴上创建毛细波，因为液滴碰撞时会压缩，然后通过液滴发出冲击波，从而创建一个中间有气泡的甜甜圈形状的液滴。”

研究人员在三种受热表面上测试水滴，如聚四氟乙烯和两种表面化学性质相似的材料，包括生物相容性材料PDMS和疏水性硅烷基单层涂层HTMS。通过同步高速光学和高速红外成像，发现光滑表面向水滴传递的热量随着扩散速度的增加而增加。此外，随着表面温度的升高，气泡的大小和形状也发生了变化。

有趣的是，在液滴缩回的过程中，在50C和65℃的表面温度下，液滴的总传热分别下降了5.6%和7.1%气泡减少了液-固界面的总面积。总的来说，整个过程只持续了几毫秒，但对这些系统的冷却效率和液滴动力学产生了深远的影响。韦森西说:“研究人员发现，在液滴冲击对流或蒸发过程中，热传导是最突出的传热形式。”

此外，研究人员还测试了粗糙表面上的水滴。由于摩擦力的增加，液滴的扩散面积变小，传热面积变小，因此传热率降低，最终会降低喷雾冷却过程的效率，例如。

“这项特殊的研究使用了加热表面。然而，所获得的研究结果也将对液滴撞击表面的其他系统产生影响，如挡风玻璃、飞机机翼或风力涡轮机叶片。例如，在寒冷的环境中，用户不希望液滴停留和冻结，因此他们需要了解液滴动力学和传热之间的相互作用。”

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