journal article·2015-01-27

Recurrent Filmwise and Dropwise Condensation on a Beetle Mimetic Surface

Youmin Hou, Miao Yu, Xuemei Chen, Zuankai Wang, Shuhuai Yao

ACS Nano· Volume 9· Issue 1
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Abstract

Vapor condensation plays a key role in a wide range of industrial applications including power generation, thermal management, water harvesting and desalination. Fast droplet nucleation and efficient droplet departure as well as low interfacial thermal resistance are important factors that determine the thermal performances of condensation; however, these properties have conflicting requirements on the structural roughness and surface chemistry of the condensing surface or condensation modes (e.g., filmwise vs dropwise). Despite intensive efforts over the past few decades, almost all studies have focused on the dropwise condensation enabled by superhydrophobic surfaces. In this work, we report the development of a bioinspired hybrid surface with high wetting contrast that allows for seamless integration of filmwise and dropwise condensation modes. We show that the synergistic cooperation in the observed recurrent condensation modes leads to improvements in all aspects of heat transfer properties including droplet nucleation density, growth rate, and self-removal, as well as overall heat transfer coefficient. Moreover, we propose an analytical model to optimize the surface morphological features for dramatic heat transfer enhancement.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Surface Modification and Superhydrophobicity · Nanomaterials and Printing Technologies · Adhesion, Friction, and Surface Interactions

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong

Bioengineering Graduate Program, The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong

Department of Mechanical and Biomedical Engineering, City University of Hong Kong, Kowloon, Hong Kong

Funding

Research Grants Council, University Grants Committee, Hong Kong

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