On mechanism of dropwise condensation

https://doi.org/10.1016/0017-9310(69)90174-4Get rights and content

Abstract

The effect of surface thermal properties on dropwise condensation is considered. The physical explanation for this effect is given by considering constriction phenomena in metalic surfaces caused by a non-uniform heat flux distribution over the condensing surfaces. From available experimental data it is shown that surface thermal properties are one of the controlling factors in the dropwise condensation. It is found that for stainless steel as the condensing surface about 84 per cent of the total resistance was the contribution of the resistance occurring in the plate itself due to heat flux non-uniformity over the surface: for copper this contribution was 20 per cent.

Résumé

L'effet des propriétés thermiques superficielles sur la condensation en gouttelettes est examiné. L'explication physique pour cet effet est donnée en considérant les phénoménes de contraction dans les surfaces métalliques provoqués par une distribution non-uniforme de flux de chaleur sur les surfaces de condensation.

On montre à partir des données disponibles que les propriétés thermiques superficielles sont un des facteurs principaux dans la condensation par goutelettes. On trouve que, pour une surface de condensation en acier inoxydable, la résistance qui existe dans la plaque elle-même due à la non-uniformité du flux de chaleur sur la surface, contribuait à environ 84 pour cent de la résistance totale; pour le cuivre, cette contribution était de 20 pour cent.

Zusammenfassung

Der Einfluss von thermischen Materialkonstanten der Kondensationswand wird untersucht. Die physikalische Erklärung für diesen Einfluss ist die Hemmung des Wärmeflusses durch die ungleichmässig verteilte Wärmestromdichte in der Wand. Aus bekannten Versuchsergebnissen wird geschlossen, dass die thermischen Materialkonstanten die Geschwindigkeit der Tropfenkondensation mitbestimmen.

Es wird ermittelt, dass für eine Kondensationswand aus Chrom-Nickel-Stahl 84 Prozent des gesamten Wärmewiderstandes auf die Behinderung des Wärmeflusses aufgrund der ungleichmässigen Wärmestromdichte entfällt; bei Kupfer beträgt dieser Anteil am gesamten Wärmewiderstand 20 Prozent.

References (21)

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Cited by (96)

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    Citation Excerpt :

    Third, the temperature drop due to droplet curvature results in a thermal resistance that is defined as the curvature resistance. Finally, a constriction resistance related to the non-uniform heat flux caused by randomly distributed droplets may occur during dropwise condensation [9]. A large droplet with a size larger than 1 mm bears a high conduction resistance; thus, the substrate temperature under the large droplet is lower than that of the other sides under smaller droplets.

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    2020, Applied Thermal Engineering
    Citation Excerpt :

    The predicted x and estimated rd,max are shown in Fig. 5(b), as a function of substrate thermal conductivity. The predicted constriction resistance follows the trend found in [7]. Larger ks enhances the spreading of heat in the substrate thus reducing ARc and improving h.

  • External convective jumping-droplet condensation on a flat plate

    2017, International Journal of Heat and Mass Transfer
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