TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Thermosuperrepellency of a hot substrate caused by vapour percolation

Schmidt, J. Benedikt ; Hofmann, Julian ; Tenzer, Fabian M. ; Breitenbach, Jan ; Tropea, Cameron ; Roisman, Ilia V. (2024)
Thermosuperrepellency of a hot substrate caused by vapour percolation.
In: Communications Physics, 2021, 4 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00023621
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

WarnungEs ist eine neuere Version dieses Eintrags verfügbar.

Kurzbeschreibung (Abstract)

Drop rebound after collision with a very hot substrate is usually attributed to the Leidenfrost effect, characterized by intensive film boiling in a thin vapour gap between the liquid and substrate. Similarly, drop impact onto a cold superhydrophobic substrate leads to a complete drop rebound, despite partial wetting of the substrate. Here we study the repellent properties of hot smooth hydrophilic substrates in the nucleate boiling, non-Leidenfrost regime and discover that the thermally induced repellency is associated with vapour percolation on the substrate. The wetting structure in the presence of the percolating vapour rivulets is analogous to the Cassie-Baxter wetting mode, which is a necessary condition for the repellency in the isothermal case. The theoretical predictions for the threshold temperature for vapour percolation agree well with the experimental data for drop rebound and correspond to the minimum heat flux when spray cooling.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Schmidt, J. Benedikt ; Hofmann, Julian ; Tenzer, Fabian M. ; Breitenbach, Jan ; Tropea, Cameron ; Roisman, Ilia V.
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Thermosuperrepellency of a hot substrate caused by vapour percolation
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 25 September 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 13 August 2021
Ort der Erstveröffentlichung: London
Verlag: Springer Nature
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Communications Physics
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 4
(Heft-)Nummer: 1
Kollation: 8 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00023621
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23621
Zugehörige Links:
Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Drop rebound after collision with a very hot substrate is usually attributed to the Leidenfrost effect, characterized by intensive film boiling in a thin vapour gap between the liquid and substrate. Similarly, drop impact onto a cold superhydrophobic substrate leads to a complete drop rebound, despite partial wetting of the substrate. Here we study the repellent properties of hot smooth hydrophilic substrates in the nucleate boiling, non-Leidenfrost regime and discover that the thermally induced repellency is associated with vapour percolation on the substrate. The wetting structure in the presence of the percolating vapour rivulets is analogous to the Cassie-Baxter wetting mode, which is a necessary condition for the repellency in the isothermal case. The theoretical predictions for the threshold temperature for vapour percolation agree well with the experimental data for drop rebound and correspond to the minimum heat flux when spray cooling.

Freie Schlagworte: Energy modelling, Fluid dynamics, Phase transitions and critical phenomena, Wetting
ID-Nummer: Artikel-ID: 181
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-236216
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik (SLA)
Hinterlegungsdatum: 25 Sep 2024 11:50
Letzte Änderung: 26 Sep 2024 07:28
PPN:
Export:
Suche nach Titel in: TUfind oder in Google

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

Frage zum Eintrag Frage zum Eintrag

Optionen (nur für Redakteure)
Redaktionelle Details anzeigen Redaktionelle Details anzeigen