曹春蕾 徐进良2)† 叶文力

1) (华北电力大学，低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206)

2) (华北电力大学，电站能量传递转化与系统教育部重点实验室，北京 102206)

将液滴沉积在高于Leidenfrost 温度的表面上，液滴将悬浮在自身的蒸汽垫上，这使液滴具有惊人的移动性，通常通过构造不对称的微纳结构表面对液滴下方的蒸汽流进行校正，实现液滴自驱动.但液滴运动方向和液滴输运速度(10—40 cm/s)具有局限性.本实验构造Leidenfrost 传热面和撞击面，Leidenfrost 传热面用于悬浮液滴并为其提供足够的能量，当Leidenfrsot 液滴(燃料)与撞击面(点火器)接触时，粗糙环的大量微/纳米腔不仅会向液滴产生额外的辐射热量，而且还会提供成核点以在约10 ms 内触发爆炸沸腾.利用周期性爆炸沸腾产生的脉冲推力Fth 实现液滴自驱动.液滴运动初始阶段由于惯性力Fi 占主导，液滴撞击多为镜面反射，液滴运动轨迹较为混乱，随着液滴直径减小，脉冲推力Fth 占主导，液滴轨迹通过Leidenfrost 传热面中心.同时液滴输运速度高达68.91 cm/s，这是在以往微纳结构表面液滴自驱动从未实现的.这一发现为高温下操纵液滴提供了新的思路，有望在微流控和传热等两相系统中得到重要的应用.

1 引言

将液滴沉积在高于沸点温度的表面上，液滴会悬浮在自身的蒸汽垫上，这种现象称为Leidenfrost效应[1].由于蒸汽层的有效润滑作用减少了液滴与固体表面的摩擦阻力，因而液滴在热表面上方变得极易移动[2]，使其在微流体机械技术和生物工……