Архив номеров

Экспериментально исследовано влияние температуры жидкой капли на термо- и гидродинамику отдельной капли, падающей на поверхность, имеющую различную гидрофобность. Как правило, варьирование температуры жидкости приводит к изменению таких ее свойств, как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и энтальпия, и в результате динамика капли испытывает видоизменения. Используя высокоскоростные средства воспроизведения изображений, картины морфологии и расширения капли исследуются в случае столкновения капли воды с гидрофильной, гидрофобной и супергидрофобной поверхностями. Деформация капли отслеживалась качественно и количественно для капель, температура которых находилась в диапазоне от 5 до 85ºC, а число Вебера было между 14.5 и 160. В результате наблюдений найдено, что с ростом температуры жидкости коэффициент удлинения возрастает из-за совместного эффекта уменьшения плотности, поверхностного натяжения, вязкости и краевого угла смачивания твердой поверхности. Отмечено, что разница в удлинении капель при крайних значениях температуры в исследованном диапазоне температур для гидрофильной, гидрофобной и супергидрофобной поверхностей составляла 62.7, 27.76 и 20.52%, соответственно. При низкой температуре сила поверхностного натяжения преобладает, состояние Касси-Бакстера доминирует на текстурированной супергидрофобной поверхности, и капли отскакивают. Напротив, при повышенных температурах граница раздела между жидкостью и твердой средой разрывается, и жидкость проникает в каверны на поверхности, что имеет следствием состояние Венцеля. Более того, найдено, что та капля, которая испытывает многочисленные отскоки в низкотемпературном режиме, налипает на супергидрофобную подложку при высокой температуре капли независимо от числа Вебера.