陳芳英 蘭忠 強偉麗 廉士俊 馬學(xué)虎

(大連理工大學(xué)化學(xué)工程研究所,大連 116012)

1 引 言

關(guān)于過冷壁面凝結(jié)過程中初始液滴的形成機制,一般有薄膜破裂假說[1]和固定成核中心假說[2].固定成核中心假說指出,蒸氣在過冷表面的核化點上首先發(fā)生核化,然后逐漸生長成為液滴.成核過程中,核化點上實際同時存在分子的冷凝和蒸發(fā)兩個過程,只有當(dāng)核化點上的液相微粒達到某一尺寸,冷凝速率大于蒸發(fā)速率后,液相微粒才能最終自發(fā)長大形成液滴.Hashimoto和Kotake[3]指出冷凝過程中具備發(fā)生分子團聚的基本條件是向冷壁面運動的分子具有比從壁面脫離的分子更高的溫度,這兩種分子間的能量傳遞為分子間發(fā)生團聚提供了充分的條件.在冷壁面凝結(jié)過程中,從單體分子到一定尺寸的成核液滴,蒸氣分子是通過突變還是漸變實現(xiàn)的? 如果這個過程是漸變的,那么它是僅發(fā)生在過冷壁面還是在一定空間范圍內(nèi)? 這些微觀過程的物理機制尚不清楚.以固定成核中心假說為基礎(chǔ),對于冷凝的初始核化階段分子的運動狀態(tài),Song等[4]和Ma等[5]通過濕空氣在自組裝疏水表面上的滴狀冷凝實驗,將分子團聚理論引入到初始液滴的形成過程,認(rèn)為蒸氣分子首先在氣相中發(fā)生團聚形成團簇,然后團簇隨機地沉積在壁面上并在壁面上小范圍內(nèi)徙動,在徙動過程中團簇體之間發(fā)生合并最終長大為初始液核.蘭忠等[6]利用分子團聚模型分析了微量不凝性氣體影響冷凝傳熱性能的特性,一方面分析了不凝性氣體影響傳熱性能的微觀機理,另一方面也驗證了分子團聚模型的合理性.徐威等[7]引入了瞬態(tài)團簇尺寸分布模型,發(fā)現(xiàn)核化過程中團簇尺寸分布迅速從單調(diào)遞減式分布轉(zhuǎn)變?yōu)榻普龖B(tài)分布特征.隨后,他們采用分子動力學(xué)模擬研究了不同固液相互作用強度下液滴在固體表面上的非均質(zhì)成核現(xiàn)象,獲得了團簇在壁面徙動并在核化點富集的動態(tài)演化過程[8].蘭忠等[9]利用反射光譜分析了不銹鋼表面上純蒸氣冷凝時的薄液膜的厚度,發(fā)現(xiàn)在液滴脫落瞬間形成的“空白”表面上存在某種形式的蒸氣分子凝聚狀態(tài),該狀態(tài)介于液膜與體相蒸氣分子之間,表明了存在團簇以及初始液核的證據(jù).之后,研究者又利用瑞利散射的方法研究了蒸氣分子在液膜上的冷凝過程,發(fā)現(xiàn)團簇主要集中分布在離液膜表面數(shù)百微米的空間內(nèi)[10].但是其數(shù)據(jù)糅合了氣相中分布的團簇尺寸n(即單個團簇所包含的分子數(shù))和數(shù)量密度N,而更重要的尺寸和數(shù)量信息卻難以獲得.以上研究說明不管是滴狀冷凝、膜狀冷凝還是蒸氣在液膜上面的冷凝,蒸氣分子首先在氣相中團聚形成團簇,團簇沉積到壁面完成相變,而不是直接以單體分子的形式在表面上開始凝結(jié).然而,目前由于觀察和記錄納米尺度的團簇動態(tài)行為相對困難,對于水分子在近壁區(qū)核化形成團簇及團簇的空間分布的進一步研究仍然較少.

對于含有羥基的分子來說(如甲醇、乙醇和水),分子單體相互作用形成團簇后內(nèi)部就會產(chǎn)生氫鍵網(wǎng)絡(luò),團簇尺寸不同其內(nèi)部氫鍵網(wǎng)絡(luò)也就不同.基于水分子團簇體系內(nèi)的氫鍵網(wǎng)絡(luò),通過紅外光譜的方法檢測OH伸縮振動被證明是一個靈敏有效的手段.根據(jù)羥基是否(bonded stretching vibration,3200—3500 cm–1)和“自由伸縮振動”(free stretching vibration,3700—3800 cm–1)兩種類型.Vernon等[11]利用光學(xué)參量振蕩器得到分子束振動預(yù)離解光譜,首次對氣相中水團簇的伸縮振動進行了研究.Buck和Huisken[12]通過單原子散射實驗利用分子束偏轉(zhuǎn)原理對團簇尺寸進行選擇,得到了單一尺寸的團簇,然后再利用質(zhì)譜儀在小偏轉(zhuǎn)角下對激光誘導(dǎo)的解離產(chǎn)物進行檢測,發(fā)現(xiàn)小尺寸團簇(H2O)n在OH鍵合伸縮振動區(qū)域表現(xiàn)出一到兩個清晰分割的伸縮振動峰.這也與文獻[13,14]報道的團簇光譜特點一致.當(dāng)團簇尺寸n> 10時,在3200—3500 cm–1是一條連續(xù)吸收的較寬的吸收帶,而自由伸縮振動仍然是一個尖銳清晰的吸收峰[15].對于n=10—100的團簇,OH鍵合伸縮振動吸收帶的最大值在3500 cm–1附近[16?18].更多地,當(dāng)水分子團簇尺寸增加到幾百甚至上千時,較小尺寸的團簇其伸縮振動區(qū)由3400 cm–1附近的吸收峰主導(dǎo)和控制,對于更大的團簇,主峰逐漸向3200 cm–1移動[19?21].基于以上氫鍵伸縮振動頻率與團簇尺寸的關(guān)系,產(chǎn)生了特定尺寸選擇的團簇紅外光譜,這將有可能用于水分子團簇在近壁區(qū)核化和生長過程的觀察和記錄.另外,除了水分子團簇的氫鍵網(wǎng)絡(luò)的紅外光譜被廣泛研究,其他能形成氫鍵的帶羥基的分子形成的團簇,如甲醇[22]、乙醇團簇[23,24]也引起了部分研究者的關(guān)注.

根據(jù)上述團簇紅外光譜上OH伸縮振動峰隨團簇尺寸n增大向低頻移動的規(guī)律,本文利用衰減全反射傅里葉變換紅外光譜(attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FTIR)測量特點,即在一定條件下它僅檢測在測量點幾微米內(nèi)物質(zhì)的紅外吸收特性,設(shè)計實驗測量近壁面數(shù)百微米空間內(nèi)不同位置氣相的紅外光譜,探索飽和蒸氣在過冷壁面凝結(jié)過程的微觀過渡機制,分析過冷壁面附近團簇尺寸分布及演化規(guī)律,進而揭示壁面特性對冷凝初始核化階段影響的物理機制.

2 實驗方法

2.1 衰減全反射原理

ATR-FTIR測量特性為利用光的全反射原理,只測量界面處的物質(zhì)的紅外吸收信息,能夠有效消除紅外光束自身寬度(約為3 mm)引起的位置誤差,實現(xiàn)近壁位置高精度的測量.如圖1(a)所示,波長為l0的紅外光束經(jīng)過折射率大的晶體再投射到折射率小的試樣表面上,如果入射角q大于臨界角,入射光線就會產(chǎn)生全反射.事實上紅外光并不是全部被反射回來,而是形成了隱矢波(evanescent wave)穿透到試樣表面內(nèi)一定深度后再返回表面,在該過程中,試樣在入射光頻率區(qū)域內(nèi)有選擇吸收,反射光強度發(fā)生減弱,產(chǎn)生與透射吸收相類似的譜圖[25].根據(jù)麥克斯韋理論,當(dāng)紅外光束進入樣品表面后,輻射波的電場強度衰減至表面處E(0)的1/e時,該紅外束穿透的距離被定義為穿透深度dp[26]:

式中n1,n2分別為晶體材料和試樣的折射率.常用中紅外輻射波長在2.5—25 μm (4000—400 cm–1)之間,dp與l0同數(shù)量級,這說明ATR譜僅能提供距界面微米級或更薄層的光譜信息,這也是ATR技術(shù)廣泛用于薄層和界面吸附層研究的一個重要原因.由于透明氣體的折射率一般接近1 (固體和液體大于1),結(jié)合本次實驗所用ATR附件的參數(shù),滲透深度dp小于2 μm.這個深度相對于本實驗中的幾百微米來說可以忽略不計.

圖1 ATR技術(shù)檢測團簇的原理 (a) 單點衰減全反射; (b) 在ATR附件上的冷凝平臺Fig.1.Condensation experiment platform based on ATR: (a) The single attenuated total; (b) a schematic of the ATR accessory integrated with cooled surface.

利用ATR紅外光只測試界面物質(zhì)的光譜特點,結(jié)合ATR附件的外形尺寸,設(shè)計實驗如圖1(b)所示.當(dāng)一定流量的飽和水蒸氣流過過冷壁面時,團簇形成并沿著壁面形成一定分布.上下移動過冷壁面以改變其到ATR附件的距離d,進而可以獲得沿著壁面方向不同空間處的紅外光譜.瑞利散射表明團簇主要分布在距離壁面幾毫米內(nèi)[10],我們選擇測試過冷壁面2000 μm內(nèi)的范圍.

2.2 實驗裝置

整體實驗裝置如圖2所示,主要由濕氣發(fā)生裝置、控溫系統(tǒng)和光譜采集平臺組成.一定流量的高純氮氣(99.999%)作為載氣進入洗氣瓶中與室溫下的水充分接觸產(chǎn)生飽和濕氮氣.飽和濕氮氣進入冷凝腔室中遇到低溫?zé)峁鼙诿姘l(fā)生露點冷凝.控溫系統(tǒng)采用Fluke9171-E-R256控溫爐作為冷源,能夠?qū)囟炔▌臃€(wěn)定在0.001 K內(nèi)范圍內(nèi); 采用一根具有快速均溫特點的銅質(zhì)熱管(外徑為8 mm,內(nèi)部燒結(jié)芯)進行導(dǎo)熱并且將熱管一端作為冷凝壁面.通過設(shè)置控溫爐的溫度改變壁面的過冷度.而飽和濕氮氣的溫度為室溫,在一組實驗過程中室溫變化小于0.1 ℃.熱管高度調(diào)節(jié)通過一個三維位移平臺(LD40-LM)實現(xiàn),用千分尺進行手動驅(qū)動,其精度為10 μm,量程為10 mm.將熱管固定在位移平臺上,轉(zhuǎn)動Z軸千分尺調(diào)節(jié)熱管的升降,XY軸的調(diào)節(jié)使熱管處于紅外光的正上方.紅外光譜由配備單點衰減全反射附件(Pike MIRacleTM)和MCT (mercury cadmium telluride)檢測器的光譜儀(EQUINOX55)收集,該光譜儀分辨率優(yōu)于0.5 cm–1,波數(shù)精度優(yōu)于0.01 cm–1,實驗采用的光譜分辨率為4 cm–1.ATR附件內(nèi)部的晶體為水平的ZnSe晶體,入射角為45°.實驗數(shù)據(jù)在每次實驗后從檢測器傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi),進行后期處理.經(jīng)過32次掃描獲得在中紅外400—4000 cm–1的反射光譜數(shù)據(jù).每個光譜的采集時間32 s.在沒有氣體流過腔室時取本底光譜,每隔2 h換一次新的背景譜.采集光譜之前進行光束校準(zhǔn).

圖2 實驗裝置示意圖(1,控溫爐; 2,熱管; 3,三維位移平臺; 4,冷凝腔室; 5,ATR附件; 6,電腦; 7,洗氣瓶; 8,流量計; 9,氮氣瓶)Fig.2.Schematic diagram of experimental setup.1,temperature control furnace; 2,copper heat pipe; 3,three-dimensional displacement platform; 4,condensing chamber; 5,ATR accessory; 6,computer; 7,scrubber; 8,flow meter; 9,nitrogen cylinder.

2.3 實驗流程

飽和濕氣在光滑的銅表面上的露點凝結(jié)過程的實驗具體操作如下: 將實驗裝置在光譜儀上搭建完畢,啟動控溫爐進行制冷.待控溫爐的示數(shù)穩(wěn)定后,通入氮氣并調(diào)節(jié)流量計到指定的示數(shù).調(diào)節(jié)位移平臺使熱管位于距離紅外光(ATR附件置樣臺)最遠,等半分鐘后電腦操作采集紅外光譜,同時,在電腦掃描采集光譜的過程中,記錄室溫、熱管壁面的溫度、腔室內(nèi)濕氣的溫度.采集結(jié)束再調(diào)整到下一個位置,記錄各示數(shù).由遠及近(2000 μm內(nèi))依次得到各位置處的氣相紅外光譜,其中較遠位置200 μm取一次光譜,1 mm以內(nèi)每隔100 μm取一次光譜.測得所有光譜后,使用Origin軟件對所有數(shù)據(jù)進行“平滑”、“峰分析”確定各特征峰的頻率.

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 濕蒸氣壁面凝結(jié)過程近壁區(qū)的團簇分布

首先,為了排除流量、距離對實驗的干擾,在啟動制冷以實現(xiàn)壁面過冷前,于室溫室壓下進行了以下空白對照實驗.在距離一定情況下,改變載氣流量,測得了不同載氣流量下的紅外光譜(180,300,400,500,600 mL·min–1).然后,在流量一定下,改變距離,測得了壁面2 mm內(nèi)多個位置的紅外光譜.紅外光譜顯示在同一天所測水的3處特征吸收峰: 1649,3423,3736 cm–1,對應(yīng)的頻率相同.因此,當(dāng)壁面無過冷度、飽和濕氣未發(fā)生宏觀凝結(jié)時,距離壁面不同高度處的氣體均勻分布,可以認(rèn)為水分子在近壁面區(qū)域內(nèi)未發(fā)生團聚.

實驗過程中,保持較為恒定的室溫與大氣壓,此時飽和濕蒸氣中水分壓(濃度)一定.并且實驗過程保持較低過冷度,一定流速下水蒸氣的冷凝量很小,可以近似認(rèn)為實驗觀測段體相蒸氣的分壓恒定.此外,通過大量實驗還發(fā)現(xiàn),載氣流量過大和過小都不利于觀測,其中較大的載氣流量首先可能導(dǎo)致霧沫夾帶,以及在觀測段產(chǎn)生較強的湍流,影響了團簇分布的穩(wěn)定和觀測; 而過小的載氣流量則可能在觀測區(qū)積累太多的冷凝液滴影響觀測.經(jīng)過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)80—100 mL·min–1的載氣流量范圍時,既能保持穩(wěn)定的飽和蒸氣,又能保持觀測段較為穩(wěn)定的流場,便于觀測由過冷壁面誘導(dǎo)的近壁團簇的演化和空間分布,因此,后續(xù)的實驗均保持這一流量范圍進行操作.

在大氣壓力為98.9 kPa,環(huán)境溫度為293 K,過冷度為3 K,載氣流量為80 mL·min–1的條件下,得到飽和濕蒸氣在冷壁面附近2000 μm法相空間內(nèi)的紅外光譜(圖3).如圖3(a)所示,所測紅外光譜顯示了羥基OH的特征峰,即OH鍵合伸縮振動吸收峰和OH自由伸縮振動吸收峰.其中OH鍵合伸縮振動吸收峰是一個較寬的連續(xù)吸收帶,吸收強度有兩處最大值,分別命名為peak 1和peak 2; 自由伸縮振動吸收峰表現(xiàn)為一個孤立的峰.Origin的Peak analyzer結(jié)果表明,所有譜線的自由伸縮振動的頻率相同,均在3723 cm–1左右; 而鍵合伸縮振動的頻率和強度隨到過冷表面的距離而變化.這也與Buck和Huisken[12]提出的水分子團簇的OH鍵合伸縮振動頻率對尺寸n變化更敏感,而自由伸縮振動頻率幾乎不隨尺寸n變化一致.紅外吸收頻率反映了OH所處的氫鍵環(huán)境.頻率的變化主要取決于參與形成氫鍵的兩個分子所提供/接受氫鍵的數(shù)量,也取決于與這些分子形成氫鍵的鄰近分子的數(shù)量[27].理論計算和實驗均表明,團簇(H2O)n的紅外光譜取決于團簇大小n,并且隨著n的增加向低頻方向演化.距過冷壁面各位置處氣相的吸收頻率如圖3(b)所示,peak 1從3404 cm–1逐漸紅移到3390 cm–1,peak 2從3269 cm–1紅移到3263 cm–1,兩者均向低頻移動,這表明了氣相中的(H2O)n的尺寸n在靠近壁面的過程中逐漸增大.

圖3(c)顯示了peak 1和peak 2峰強變化趨勢,可以看到兩個峰的峰高均逐漸增大,但是peak 2的峰高增長較快,并且約在600 μm超過了peak 1;在600 μm內(nèi),peak 2占據(jù)紅外光譜的主導(dǎo)地位.文獻[16,17]也指出3200—3400 cm–1范圍內(nèi)紅外吸收峰強度的相對增加,主要是由于隨著團簇包含的水分子增加,內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,出現(xiàn)了四配位水分子.這就表明靠近過冷壁面,團簇尺寸增大時內(nèi)部分子的排列結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化,四配位水分子逐漸增多且其紅外振動占據(jù)主導(dǎo)地位.

團簇尺寸n的大小可以依據(jù)團簇內(nèi)OH伸縮振動頻率與團簇尺寸的關(guān)系進行估計.文獻[12?21]都指出不同尺寸團簇(H2O)n的紅外光譜中OH鍵合伸縮振動的吸收峰不同.對于較小的團簇(n=2—10),OH鍵合伸縮振動的紅外光譜表現(xiàn)出一個或兩個清晰的吸收峰.團簇尺寸超過10以后,鍵合伸縮振動的紅外光譜則成為一條連續(xù)的較寬的吸收帶.當(dāng)n=10—100,鍵合伸縮振動吸收帶的強度最大值在3500 cm–1附近.當(dāng)85

圖3 飽和水蒸氣在近壁面冷凝的紅外光譜 (a) 各位置處的吸收光譜,各譜線由下而上依次為d=1700?0 μm; (b) 各吸收光譜的頻率,peak 1紅移14 cm–1,peak 2紅移5.8 cm–1; (c) 各位置處吸收光譜的峰高及兩者的相對強度隨距離的變化Fig.3.Infrared spectra of saturated vapor of water condensing near the cooling surface: (a) The absorption spectra at each distance,d=1700?0 μm from bottom to top; (b) the frequency of maximum intensity in OH bonded stretching region of each spectrum,peak 1 is red-shifted by about 14 cm–1,peak 2 is red-shifted by about 5.8 cm–1; (c) the peak high and the relative intensity of the peak 1 and peak 2 as a function of distance.

此外,我們測試得到在同樣溫度下飽和濕蒸氣的鍵合伸縮振動的吸收峰最大值在3420 cm–1附近,而一個液態(tài)水滴的鍵合伸縮振動吸收峰最大值在3269 cm–1,并且水滴的吸收峰強度較大,峰形較寬.將上述團簇吸收光譜與二者比較,可以發(fā)現(xiàn),在靠近壁面的過程中,團簇的吸收峰頻率幾乎介于氣態(tài)與液態(tài)之間,表現(xiàn)出從氣態(tài)向液態(tài)過渡的趨勢.這也說明了過冷壁面附近中的水分子首先形成一定尺寸分布的團簇體,即由自由水分子轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟倪^渡狀態(tài).在飽和蒸氣到達冷卻表面之前,表面的冷量會傳遞給最近的蒸氣,使其形成團簇; 然后團簇沉積在表面并成長為液滴.與分子團聚模型一致[4,6],氣相分子首先經(jīng)歷團簇的過渡過程,并以團簇的形式沉積在過冷壁面.

3.2 乙醇蒸氣和水蒸氣的實驗結(jié)果比較

乙醇也是常用的冷凝介質(zhì),其分子間也可以形成氫鍵,因此可通過氫鍵研究其團簇特征.與水相比,乙醇蒸氣較難凝結(jié),那么其在凝結(jié)過程團簇的特性則極有可能與其宏觀凝結(jié)特性相關(guān)聯(lián).因此為了進一步觀測團簇在近壁面空間的演化特征,進行了乙醇蒸氣的壁面凝結(jié)實驗.在與水蒸氣實驗過程相同條件下(相同過冷度,相同氣相主體流速等),乙醇蒸氣在壁面凝結(jié)時的紅外光譜分布如圖4所示.可以看到,測量點逐漸靠近壁面過程中,乙醇的紅外吸收頻率逐漸向低頻移動.表明了乙醇蒸氣在過冷壁面附近先經(jīng)由團聚階段形成團簇(C2H5OH)n,進而冷凝成宏觀液滴.相對于水分子團簇(H2O)n特征峰的紅外吸收頻率范圍3400—3265 cm–1,乙醇分子團簇 (C2H5OH)n羥基伸縮振動頻率為3264—3257 cm–1,頻率變化幅度明顯小于水分子團簇.可能的解釋是,雖然乙醇分子上的乙基—C2H5會通過超共軛效應(yīng)向氧原子O上提供電子,導(dǎo)致該O上更富電子,這時的O更易結(jié)合另一個分子上的H形成氫鍵.但是由于乙醇分子上有乙基—C2H5,乙醇分子在彼此作用形成團簇時的空間位阻較大.而水分子通過氫鍵相互作用結(jié)合更多的水分子單體形成團簇,并且內(nèi)部三維氫鍵網(wǎng)絡(luò)也更復(fù)雜.

圖4 飽和乙醇蒸氣在近壁面冷凝的紅外光譜 (a) 距壁面不同距離的氣相的紅外光譜,各譜線自下而上依次為d=2000?0 μm;(b) 各距離處的ATR-FTIR光譜的頻率Fig.4.Infrared spectra of saturated vapor of ethanol condensing near the cooled surface: (a) The absorption spectra at each distance,d=2000?0 μm from bottom to top; (b) the frequency of maximum intensity in bonded OH stretching region of each ATRFTIR spectrum of Fig.4(a).

然后,我們分別測試了在離過冷壁面d=2.5 mm處水分子和乙醇分子在不同過冷度下的紅外光譜,發(fā)現(xiàn)過冷度的變化會引起水分子團簇的紅外吸收頻率的變化,而乙醇蒸氣的紅外吸收頻率隨過冷度卻沒有明顯變化.這說明乙醇蒸氣分子發(fā)生團聚的區(qū)域厚度相對于水分子團聚厚度較小.在冷壁面附近,團簇體的存在狀態(tài)依賴于周圍氣體分子間的能量傳遞狀態(tài)[3],越靠近壁面,團簇體尺寸越大,而團聚區(qū)域的厚度也依賴于分子系統(tǒng)的熱條件和期間的能量傳遞過程.在離壁面較遠的時候,壁面的冷量幾乎傳遞不到此處的分子中,因此該處所形成的團簇較少,且團簇狀態(tài)不穩(wěn)定極易分解.另一方面,乙醇分子上乙基的空間位阻使其較難形成團簇; 與水分子形成四面體網(wǎng)絡(luò)的獨特能力相比,乙醇分子只能通過一個近似線性的氫鍵相互作用,配位數(shù)通常為2.而水分子除了OH以外只有一個H,通過氫鍵相對容易形成團簇,配位數(shù)通常是3或4.因此水分子團簇沿著壁面分布范圍更廣,可能導(dǎo)致乙醇的傳熱邊界層厚度小于水的傳熱邊界層厚度.

4 結(jié) 論

本文利用ATR-FTIR方法,跟蹤測量了飽和濕蒸氣在過冷銅表面上的露點凝結(jié)過程,分析了凝結(jié)過程蒸氣分子在過冷壁面附近的團簇分布和演化規(guī)律.紅外光譜的結(jié)果表明在離壁面2000 μm范圍內(nèi),氣相中的蒸氣分子首先形成團簇分布,且在靠近壁面的過程中,團簇包含的水分子逐漸增多,尺寸n大約在幾十到幾百的范圍.沉積在壁面之前的團簇尺寸最大約包含500個水分子(其直徑約為幾納米),它是氣相分子凝結(jié)的主要形式,也是壁面上的液滴生長的主要單元.乙醇分子在氣相中也存在團聚行為,進一步證實了飽和蒸氣在近壁面凝結(jié)過程分子團聚模型的合理性,即近壁面蒸氣分子經(jīng)由團聚階段進而冷凝成宏觀液滴; 且乙醇蒸氣沿著壁面冷凝的傳熱邊界層厚度小于水蒸氣的傳熱邊界層厚度.研究結(jié)果表明,對于含大量不凝氣的蒸氣壁面凝結(jié)相關(guān)的過程,其距壁面2 mm內(nèi)的過渡邊界層將是需要重點考慮的強化手段影響區(qū)域,而對乙醇蒸氣來說這個作用范圍將更小.