Transition dans l'état de goutte sur des substrats hydrophobes structurés chauffés

Résumé L'interaction d'une goutte sur un substrat chauffé est un sujet de recherche extensive en raison de son application dans le refroidissement par pulvérisation des surfaces, la gestion thermique des dispositifs à micro-échelle, la récolte d'eau, etc. Selon la température de surface, la goutte présente des états de nucléation, de transition et de Leidenfrost. La présence de textures de surface entraîne divers résultats hydrodynamiques tels que l'atomisation de gouttes, les oscillations interfaciales et le décollage. Lorsqu'une goutte est déposée sur une surface texturée, elle existe généralement dans deux états appelés Cassie-Baxter et Wenzel, selon l'humidité du substrat et la superficie de contact liquide-solide. Dans le présent travail, nous explorons un mécanisme unique de décollage dans une plage de température de (140–170°C) attribué à la force de vapeur excessive générée en raison de l'enfoncement de la goutte dans l'espace entre les textures, suivi de l'évaporation du liquide imbibé. La présence de microtextures (fraction solide) offre une résistance au flux à la vapeur échappant, ce qui entraîne une augmentation de la pression de vapeur sous la goutte. Lorsque la force de vapeur dépasse la force de fixation et le poids de la goutte, un décollage explosif se produit. Nous développons un modèle basé sur les forces pour estimer le volume de goutte correspondant au décollage sur des substrats avec différentes morphologies et températures.