Стекание капель воды с текстурированной поверхности металла

Abstract

Технологии улавливания жидкости из паровоздушной смеси в виде капель малого объема с помощью расположенных под определенным углом решеток или металлических пластин применяются во многих промышленных установках. Проведение экспериментальных исследований процессов соударения и стекания капель жидкости по поверхностям металла является актуальным для повышения эффективности сбора жидкости из паровоздушной смеси в промышленных установках. Соответственно, цель настоящей работы заключалась в анализе влияния текстуры поверхности металла на характеристики процесса растекания капель воды после их падения. Эксперименты проводились на установке, основанной на теневой методике. Варьировались высота сброса капель жидкости и угол наклона подложки. Для оценки влияния текстуры на характеристики процесса растекания капель воды на поверхности подложек из латуни шлифовальной машиной были нанесены микроканавки. После дозирования на обработанную шлифовкой поверхность подложки капли вытягивались вдоль канавок. Левый и правый контактные углы, измеренные перпендикулярно канавкам, увеличились на 15% в сравнении с углами, измеренными на полированной поверхности подложки. Выявлено, что после пиннинга капли на наклоненной поверхности разница между левыми контактными углами, измеренными параллельно и перпендикулярно канавкам, составила более 35%.

Technologies for catching fluid from a steam mixture in the form of small droplets using the lattices or metal plates located at a certain angle are used in many industrial installations. Conducting experimental studies of the processes of collision and draining the drops of fluid on the surfaces of the metal is relevant for increasing the efficiency of gathering fluid from the steam-air mixture in industrial plants. Accordingly, the purpose of this work was to analyze the effect of the texture of the metal surface on the characteristics of the process of spreading water drops after their fall. The experiments were carried out at the setup, which is based on the shadow technique. The height of liquid droplets and the angle of the substrate inclination were varied. To assess the effect of texture on the characteristics of the spreading of water drops on the surface of brass substrates, microgrooves were applied by a grinder. It was found out that after dosing, the drop stretched along the grooves. The left and right contact angles (LCAs and RCAs), measured perpendicular to the grooves, increased by 15% compared to the angles measured on the polished surface of the substrate. It was established that after pinning the drops on the tilted surface, the difference between the LCAs, measured in parallel and perpendicular to the grooves, increased by more than 35%.