При капельной конденсации жидкий конденсат собирается в виде бесчисленных капель различного диаметра на конденсирующей поверхности, вместо того чтобы образовывать сплошную пленку, и не смачивает твердую охлаждающую поверхность. Капли образуются в точках дефектов поверхности (ямки, царапины), называемых центрами зародышеобразования, и увеличиваются в размерах по мере того, как больше пара конденсируется на ее открытой поверхности. Когда размер капель большой, наступает время, когда капля отрывается от поверхности, сбивает другие капли и уносит их вниз по течению. Движущаяся капля поглощает капли меньшего размера. Капельная конденсация является одним из наиболее эффективных механизмов теплопередачи , и с помощью этого механизма можно достичь чрезвычайно больших коэффициентов теплопередачи . При капельной конденсации нет жидкой пленки, которая бы препятствовала теплопередаче, и в результате коэффициенты теплопередачи могут быть достигнуты более чем в 10 раз больше, чем при пленочной конденсации, хотя в 3-5 раз чаще. Коэффициенты теплопередачи велики, поэтому проектировщики могут достичь заданной скорости теплопередачи при меньшей площади поверхности и, следовательно, использовать меньший и менее дорогой конденсатор.
Капельная конденсация достигается путем добавления в пар химиката-промотора и/или шероховатых поверхностей и поверхностей, покрытых гидрофобными примесями, такими как жирные кислоты и органические соединения, известные как капельные промоторы. Капельная конденсация искусственно вызывается с помощью кремний, тефлона , ассортимента восков и жирных кислот. Эти промоторы используются для содействия капельной конденсации, но большинство промоутеров крайне нестабильны и со временем теряют свою эффективность из-за окисления, загрязнения и удаления промоутера с поверхности. Капельная конденсация может поддерживаться в течение длительного времени за счет комбинированного воздействия покрытия поверхности и периодического впрыскивания промоутера в пар. Когда капельные поверхности разрушаются, они переходят в пленочную конденсацию. Поэтому большинство конденсаторов спроектированы с учетом того, что в конечном итоге на поверхности будет происходить пленочная конденсация. Капельная конденсация полезна в теплообменниках электростанций, термическом опреснении, самоочищающихся поверхностях, а также отоплении и кондиционировании воздуха.
Общее количество теплопередачи через одну каплю является функцией ее радиуса и распределения размеров по поверхности конденсации. Важными факторами, которые участвуют в механизме теплопередачи через одну каплю, являются: