瞧一瞧：防止挡风玻璃结冰！研究发现热传导对液滴动力学很重要

盖世汽车讯据外媒报导，在雨中开车时，雨滴最好是从挡风玻璃上滚落或弹出去，而不是挡在挡风玻璃上，乃至结冰。圣路易斯华盛顿大学麦凯尔维工程学院（SchoolofEngineeringatWashingtonUniversityinSt.Louis）的研究团队发现，在拒水光滑表面的液滴动力学中，热传导所起的作用比之前认为的要棚改房和经济适用房差别
大。

（图片来源：wustl）

该校机械工程与材料科学助理教授patriciaWeisensee等人利用高速成像方法，微观捕获并研究水滴撞击加热、光滑、防水表面时所构成的气泡，从而得出这1结果。该气泡只有几百微米大小，当其从表面升起时，会吸收下面的空气，从而在水滴中构成。Weisensee表示：“研究人员在液滴上制造毛细波，由于液滴在碰撞时会紧缩，然后通过液滴发出冲击波，从而产生1个中间夹着气泡的甜甜圈状液滴。”

研究人员在3种加热表面上测试水滴，如聚4氟乙烯，和两种具有类似表面化学性质的材料，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，从光滑表面传递到水滴的热量，随着分散速度的增加而提升。另外，随着表面温度的升高，气泡的大小和形状也产生了变化。

有趣的是，在液滴回缩进程中，由于气泡减小了液固界面总面积，在50C和65C的表面温度下，液滴总传热分别下降了5.6%和7.1%。整体而言，全部进程只延续几毫秒，但对这些系统的冷却效力和液滴动态产生了深远的影响。Weisensee土地被政府征用了还要进行土地确权吗
表示：“研究人员发现，在液滴撞击对流或蒸发进程中，热传导是最突出的热传递情势。”

另外，研究人员还在粗糙表面上测试了液滴。由于磨擦力提升，液滴的分散面积变小，传热面积也更小，因此传热速率下降，这终究会下降例如喷雾冷却进程的效力。

“这项特定研究使用了加热表面。但是，所得出的研究结果，对其他有液滴撞击表面的系统也会产生影响，如挡风玻璃、飞机机翼或风力涡轮机叶片。例如，在寒冷环境中，用户不希望液滴驻留并冻结，所以需要了解液滴动力学和热传递的相互作用。”

（李显杰）

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