对于利用蒸汽冷凝的水和能源系统来说，可持续的高换热系数至关重要。现有技术不能在高热流密度下实现高的换热性能，需要分离汽液流动以提供较大的冷凝表面积。

近日，德克萨斯大学达拉斯分校Xianming Dai设计了微通道提升微膜(MEM)，它可以实现可持续的相分离冷凝直到高过冷度。

文章要点

1）MEM结构由疏水网状膜作为冷凝面和用于可持续快速去除液体的疏水微通道组成。由于液滴的成核、生长和聚结，液柱在微通道中形成。随着每个液柱的生长并与疏水网状物接触，网状膜上的凝聚液滴被清除，从而分离汽液两相流动。此外，微通道的小流动阻力导致液柱的快速去除，而不会出现明显的泛滥。MEM上的相分离冷凝可以迅速去除凝聚的液滴，刷新表面成核，导致较高的HTC。

2）研究发现，在10 K过冷度下，MEM可以在1000 kW/m²的热流密度下保持相分离，而疏水平板表面只能达到400 kW/m²。得到的最大HTC为170 kW/m²K，比43kW/m²K的疏水平板上的滴状冷凝提高了300%。

3）与为强化冷凝而开发的最先进的表面相比，MEM不需要粘性亲水区域来去除液滴，因此它可以显著延迟过冷度升高时的溢流。此外，MEM使用市面上可买到的铜编织网，实现了简单和经济高效的制造。

参考文献

Shan et al., Microchannel-elevated micromembrane for sustainable phase-separation condensation, Joule(2022)

DOI：10.1016/j.joule.2022.11.010

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.11.010