Benetzungseigenschaften und Keimbildung bei der Tropfenkondensation

Die Tropfenkondensation ermöglicht im Vergleich zur Filmkondensation eine Steigerung des Wärmeübergangskoeffizienten um ein Vielfaches. Dieser Effekt ist im Sinne der Energie- und Ressourceneffizienz für zahlreiche verfahrenstechnische Anwendungen erstrebenswert. Eine Möglichkeit zur Umsetzung der Tropfenkondensation ist die Modifikation der Benetzungseigenschaften von Wärmeübertrageroberflächen durch geeignete Beschichtungen. Dadurch kann die Ausbildung eines geschlossenen Kondensatfilms verhindert werden und es bilden sich stattdessen immer wieder neue Tropfen auf freien Bereichen der Oberfläche. Die Keimbildungsvorgänge bei der Entstehung neuer Tropfen haben einen großen Einfluss auf den Wärmeübergang bei der Tropfenkondensation. Eine Kenntnis dieser Vorgänge ist daher für die Modellierung und Berechnung des Wärmeübergangs erforderlich. Derzeit mangelt es jedoch an geeigneten Methoden, um wichtige Parameter bei der Tropfenbildung messtechnisch zu erfassen. In diesem Zusammenhang liefert die vorliegende Arbeit einen Beitrag zur Bestimmung der Keimstellendichte bei der Tropfenkondensation von Wasser auf hydrophoben Dünnschichten.Dropwise condensation has the potential to increase the heat transfer coefficient by a multiple compared to filmwise condensation. This effect is desirable for numerous process engineering applications in terms of energy and resource efficiency. One option to implement dropwise condensation is to modify the wetting properties of heat exchanger surfaces with suitable coatings. This prevents the formation of a condensate film. Instead, new drops continue to form on free areas of the surface. The nucleation processes involved in the formation of new drops have a major influence on heat transfer during dropwise condensation. Therefore, a knowledge of these processes is required for modeling and calculating the heat transfer. However, there are currently no adequate methods to measure important parameters during drop formation. In this context, the present work provides a contribution to the determination of the nucleation site density during dropwise condensation of water on hydrophobic thin coatings