發(fā)布時(shí)間：2023-01-30 19:49

　　超疏水表面（superhydrophobic surface,SHS）由于其獨(dú)特的水排斥性,在日常生活、建筑防污、管道運(yùn)輸乃至國(guó)防航空等方面有著廣泛的應(yīng)用。研究超疏水表面的冷凝特性,對(duì)于優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng),減少換熱器運(yùn)行過(guò)程中液膜和灰塵帶來(lái)的不利影響,具有重要意義。在以往的研究中,幾乎沒(méi)有對(duì)低溫冷凝的研究以及關(guān)于傾斜角度影響冷凝的研究。本文通過(guò)先化學(xué)刻蝕再硅溶膠修飾的方法在銅基上制備超疏水表面,并進(jìn)行相關(guān)冷凝特性的研究和影響因素分析。首先,為研究溫濕度對(duì)SHS上結(jié)露特性的影響,將制備的SHS水平放置在冷臺(tái)上進(jìn)行冷凝實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:隨著冷凝溫度降低,表面液滴覆蓋率和平均半徑均增大,并且當(dāng)溫度小于某一值時(shí)表面覆蓋率隨溫度的降低會(huì)急劇增加;與中、低濕度下的冷凝液滴相比,高濕度下冷凝液滴的平均半徑明顯減小且液滴覆蓋率明顯較大,并且中、低濕度條件下,液滴覆蓋率差別很小;超疏水表面在高濕度條件下的液滴成核和生長(zhǎng)更快,雖然有液滴覆蓋率高的缺點(diǎn),但也有液滴更新速率快,大顆粒液滴少的優(yōu)點(diǎn)。其次,評(píng)價(jià)超疏水表面性能的優(yōu)異需要從兩個(gè)方面進(jìn)行考量,一是在冷凝條件下超疏水表面本身的疏水性質(zhì);二是影響其疏水性質(zhì)的其它外... 

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 超疏水表面的制備
        1.1.2 超疏水表面液滴凝結(jié)的應(yīng)用
    1.2 超疏水表面上冷凝液滴的特性研究
        1.2.1 不同潤(rùn)濕性表面的冷凝現(xiàn)象及應(yīng)用
        1.2.2 凝結(jié)液滴的自彈跳現(xiàn)象研究
        1.2.3 凝結(jié)液滴對(duì)清潔方式的影響研究
    1.3 課題研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題的提出
        1.3.2 論文主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 論文的框架
第二章 溫濕度對(duì)超疏水表面冷凝特性的影響
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 刻蝕溶液和硅溶膠溶液制備
        2.2.3 超疏水表面制備
        2.2.4 制備不同的銅基表面
        2.2.5 冷凝實(shí)驗(yàn)
        2.2.6 材料特征的表征
    2.3 測(cè)試結(jié)果與分析
        2.3.1 表面潤(rùn)濕性表征
        2.3.2 表面形貌表征
    2.4 超疏水表面冷凝特性分析
        2.4.1 冷凝液滴的合并彈跳理論分析
        2.4.2 超疏水表面冷凝過(guò)程
        2.4.3 冷凝溫度對(duì)超疏水表面的影響
        2.4.4 環(huán)境濕度對(duì)冷凝特性的影響
    2.5 溫濕度無(wú)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的方差分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于一定傾斜角度的超疏水表面冷凝特性研究
    3.1 引言
    3.2 樣片制備及冷凝實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 超疏水表面制備
        3.2.3 冷凝實(shí)驗(yàn)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 低表面能物質(zhì)修飾原理
        3.3.2 兩種修飾方式的效果對(duì)比
        3.3.3 傾斜角度對(duì)液滴冷凝的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 豎直超疏水表面的冷凝特性研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料
        4.2.2 前體溶液的制備
        4.2.3 超疏水表面制備
        4.2.4 冷凝實(shí)驗(yàn)
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 表面形貌
        4.3.2 表面潤(rùn)濕性
        4.3.3 合并彈跳液滴的回落
        4.3.4 凝結(jié)液滴的周期性循環(huán)
        4.3.5 合并彈跳液滴的尺寸分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 傾斜超疏水表面上的冷凝除塵過(guò)程與效果
    5.1 前言
    5.2 不同粒徑的灰塵粒子對(duì)比
        5.2.1 宏觀(guān)上不同粒徑的除塵觀(guān)察
        5.2.2 不同粒徑灰塵的差異
    5.3 灰塵粒子的團(tuán)聚
        5.3.1 灰塵粒子的團(tuán)聚過(guò)程
        5.3.2 團(tuán)聚時(shí)間和除塵開(kāi)始時(shí)間
        5.3.3 團(tuán)聚灰塵離開(kāi)的優(yōu)先級(jí)以及離開(kāi)方式
    5.4 除塵結(jié)果與討論
        5.4.1 SHS表面結(jié)構(gòu)及疏水性
        5.4.2 灰塵數(shù)量對(duì)除塵的影響
        5.4.3 濕度變化對(duì)覆蓋率的影響
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]結(jié)霜前期納米結(jié)構(gòu)超疏水表面的凝結(jié)-凍結(jié)特性[J]. 季銀煉,張鈞波.  中國(guó)表面工程. 2017(06)
[2]以蝴蝶翅為模板構(gòu)建多級(jí)結(jié)構(gòu)的超疏水表面[J]. 孫剛,房巖,白雪花,李政文,彭小喚.  東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)

博士論文
[1]隨機(jī)分布粗糙結(jié)構(gòu)超疏水表面上液滴動(dòng)態(tài)行為的LB模擬研究[D]. 元武智.華南理工大學(xué) 2018
[2]基于液滴彈跳現(xiàn)象的超疏水表面自清潔特性研究[D]. 全云云.華南理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3733386