Drop Dynamics and Dropwise Condensation on Textured Surfaces
Dieses Buch ist eine erweiterte Form der Monografie Dropwise Condensation on Inclined Textured Surfaces (Tropfenweise Kondensation auf geneigten strukturierten Oberflächen), Springer, 2013, die zuvor von den Autoren veröffentlicht wurde. Darin wurde ein mathematisches Modell für die tropfenweise Kondensation von reinem Dampf über geneigten strukturierten Oberflächen vorgestellt, gefolgt von Simulationen und Vergleichen mit Experimenten.
Das Modell berücksichtigte mehrere Details des gesamten quasi-zyklischen Prozesses, näherte sich aber denen auf der Skala der einzelnen Tropfen an. In den letzten fünf Jahren wurde die Dynamik von Tropfen auf hydrophoben Oberflächen eingehend untersucht. Diese Ergebnisse können nun in das Modell der tropfenweisen Kondensation einbezogen werden.
Die tropfenweise Kondensation ist ein effizienter Weg der Wärmeübertragung und kommt häufig in großen Energieerzeugungsanlagen zum Einsatz.
Tropfen bilden sich auch bei der Kondensation in Destillationsgeräten, die mit verschiedenen Flüssigkeiten von Wasser bis hin zu flüssigen Metallen arbeiten. Die Konstruktion solcher Geräte erfordert ein sorgfältiges Verständnis des Kondensationszyklus, beginnend mit der Entstehung von Keimen, gefolgt von Molekülclustern, dem direkten Wachstum von Tropfen, ihrer Koaleszenz bis hin zur Instabilität und dem Abfallen der kondensierten Tropfen.
Das hier beschriebene Modell berücksichtigt diese einzelnen Schritte des Kondensationszyklus. Zusätzlich werden die Bestimmung der Tropfenform unter statischen Bedingungen, eine grundlegende Untersuchung der Tropfenausbreitung in sessilen und hängenden Konfigurationen sowie die Details der Tropfenkoaleszenzphänomene diskutiert. Diese werden anschließend in das Kondensationsmodell integriert und ihre Konsequenzen werden untersucht.
Da sich das mathematische Modell über mehrere Längen- und Zeitskalen erstreckt, wird ein Parallelisierungsansatz für die Simulation vorgestellt. Zu den speziellen Themen gehören die Modellierung von Dreiphasen-Kontaktlinien, Techniken der Oberflächenvorbereitung, Grundlagen der Verdampfung und Verdampfungsraten eines einzelnen Flüssigkeitstropfens sowie die Messung des Wärmeübergangskoeffizienten bei der großräumigen Kondensation von Wasserdampf. Wir hoffen, dass dieser erheblich erweiterte Text die Erwartungen von Konstrukteuren, Analytikern und Forschern erfüllt, die in Bereichen arbeiten, die mit Phasenwechselphänomenen und Wärmeübertragung zusammenhängen.
| ISBN: | 9783030484637 |
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| Einband: | Taschenbuch |
| Erscheinungsjahr: | 2021 |
| Seitenzahl: | 450 |
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