Drop size distributions and heat transfer in dropwise condensation

Drop distributions have been determined at atmospheric and low pressure for dropwise condensation on a smooth vertical copper surface promoted with di-octadecyl disulphide. Nucleation site densities of 200 × 106 sites/cm2 were found. Significantly larger drop populations were found at atmospheric pressures than low pressures. By means of a heat transfer theory it was found that at atmospheric pressure, drop conduction was the limiting resistance while, at lower pressure, interfacial heat transfer was as important as drop conduction. The most important drops for heat transfer were found to be those less than ten microns in diameter. The distributions for this size range had to be inferred from the heat transfer measurements as the microscope and camera were unable to resolve drops this small. Des distributions de gouttes ont été déterminées à la pression atmosphérique et à basse pression pour la condensation en gouttes du disulfure de di-octadécane sur une plaque de cuivre verticale et lisse. On a trouvé des densités de sites de nucléation proches de 200 106 sites/cm2. On a constaté des populations de gouttes significativement plus grandes à la pression atmosphérique qu'aux basses pressions. A l'aide d'une théorie de transfert thermique on a trouvé qu'à la pression atmosphérique la conduction des gouttes est la résistance limitative, tandis qu'à une pression plus basse le transfert thermique interfacial est aussi important que la conduction des gouttes. Les gouttes les plus importantes pour le transfert thermique sont celles dont le diamètre est inférieur à dix microns. Dans ce domaine de tailles, les distributions ont été déduites des mesures de transfert thermique alors que la résolution du microscope et de la caméra était insuffisante. Die Verteilung der Tropfengrösse wurde bestimmt bei der Tropfenkondensation an einer glatten senkrechten Kupferoberfläche, die mit Dioktadecyldisulfid überzogen ist. Die Versuche wurden bei Atmosphärendruck und kleinen Drücken durchgeführt. Es wurden Keimstellendichten von 100-1016 Keimstellen pro cm2 gefunden. Bei Atmosphärendruck war die Tropfenhäufigkeit merklich grosser als bei niedrigeren Drücken. Mit Hilfe der Wärmeübertragungstheorie wurde errechnet, dass bei Atmosphärendruck die Wärmeleitung im Tropfen den begrenzenden Widerstand bildet, während bei niedrigen Drücken der Wärmeübergang an der Grenzfläche gleiche Bedeutung erlangt, wie die Leitung im Tropfen. Es wurde gefunden, dass die Tropfen mit einem Durchmesser von kleiner als 10 μ bezüglich des Wärmeübergangs besonders wichtig sind. Die Verteilung der Tropfen dieser Grössenordnung musste aus den Wärmeübergangsmessungen abgeleitet werden, da das Mikroskop und die Kamera nicht in der Lage waren, Tropfen dieser Grösse aufzunehmen. Пpoвeдeнo измepeниe pacпpeдeлeния кaпeль пo paзмepy пpи aтмocфepнoм н пoнижeннoм дaвлeнии в пpoцecce кaпeльнoй кoндeнcaцпии нa глaдкoй вepтикaльнoй пoвepчнocти из мeди, aктивиpoвaннoй ди-oктaдeцил-диcyльфидoм. Измepeнныe плoтнocти цeнтpoв кoндeнcaции paвны 200 × 106 нa 1 кв. cм. oбнapyжeнo, чтo пpи aтмocфepпoм дaвлeнии плoтнocть кaпeль знaчитeльнo бoльшe, чeм пpи пoнижeннoм. C пoмoщью тeopии тeплooбмeнa ycтaнoвлeнo, чтo пpи aтмocфepнoм дaвлeнии кaнeльнaя пpoвoдимocть имeeт кoнeчнoe coпpoтивлeниe, тoгдa кaк пpи пoнижeнныч дaвлeнияч тeплooбмeн нa пoвepчнocти paздeлa игpaeт тaкyю жe poль, кaк и кaцeльнaя кoндeнcaция. Пoкaзaнo, чтo в пpoцecce тeплooбмeнa бoльшoe yчacтиe пpинимaют кaпли диaмeтpoм мeнee 10 микpoн. Pacпpeдeлeния ич пo paзмepy нeoбчoдимo paccчитывaть пo измepeниям тeплooбмeнa, т.к. нaблюдeния c пoмoщью микpocкoпa и кинoкaмepы нe oбнapyживaют тaкич мeлкич кaпeль.