Динамика капель, подброшенных над испаряющейся поверхностью воды (original) (raw)
Related papers
В этой работе представлена одномерная математическая модель, описывающая эволюцию профиля капли и динамику вязкой жидкости (усредненную по высоте жидкого слоя скорость радиального течения) в результате испарения с горизонтальной непроницаемой поверхности. Модель учитывает влияние объемной и капиллярной силы. Для математического описания процесса используется нестационарный подход. Уравнение неразрывности и уравнение движения для случая системы переменной массы решаются численно стандартными средствами математического пакета Maple. Расчеты проведены для случаев капель воды разных объемов. Результаты моделирования показывают, что форма капли, размер которой превышает капиллярную длину (число Бонда больше единицы), отличается от формы сферического сегмента. Поверхность такой капли уплощена. Это объясняется тем, что в каплях большого объема сила тяжести доминирует над силой поверхностного натяжения. Течение компенсационной природы присутствует в испаряющихся каплях разных объемов, что согласуется с экспериментальными данными других авторов. Таким образом, радиальное течение жидкости может быть вызвано работой как капиллярных, так и гравитационных сил. Полученные нами результаты в дальнейшем послужат описанию эффекта кофейных колец в макрокаплях. An one-dimensional mathematical model described evolution of drop shape and viscous fluid dynamics (vertically averaged radial flow of the liquid) as the result of evaporation from impermeable horizontal surface is presented in this work. The model considers the influence of volume and capillary forces. Non-steady-state approach has been used to describe the process mathematically. The continuity equation and the motion equation for the case of a system with a variable mass are solved numerically with using standard tools of mathematical package Maple. We carry out calculations for cases of different sizes of water drop volumes. Results of modeling have shown that profile of drop which is bigger in size of capillary length (Bond number is greater than unity) differs from shape of spherical segment. The surface of such drop is almost flat. We explain it by domination of the gravity over a surface tension force. The flow of compensation nature is present in evaporated drops of different volumes what is coordinated with experimental data of other authors. Thus radial fluid flow is result of work of both capillary and gravitational forces. The results which we have got will help to describe the coffee ring effect in macrodrops in future.
ЕкспЕримЕнтальнЕ дослідженнЯ розпиленнЯ перегрітоЇ водИ
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2013
The article represents an estimation of the reliability of street lighting system. The modern system of street lighting is the most complex system, the reliability of which is determined by the ability of an object to perform specified functions, saving in the course of time the values of specified operational characteristics within limits that match the specified modes and conditions of use. The process of change of operating mode parameters in the system of street lighting is usually accidental. This is connected with the random nature of load changes and the corresponding random nature of changes of power quality. The reliable operation of lighting systems is of great importance in the common balance of power consumption, that is why the modeling of the reliability of operation of shedding devices is relevant. A model of the reliability of LED shedding devices was suggested, taking into account the schedule of cycling work of lighting devices and monthly temperature and the prospects for further improvement of the street lighting of the city.
Pisʹma v Žurnal tehničeskoj fiziki, 2022
Экспериментально обнаружено, что нагретые затопленные струи, возникающие при пузырьковом лазероиндуцированном кипении воды на поверхности торца оптоволокна, погруженного в жидкость, с увеличением мощности лазерного излучения (теплового потока) экспоненциально уменьшают свою скорость. Этот результат получен в замкнутой кювете круглой формы, в которой разогретые струи, сталкиваясь со стенками, обтекают границы кюветы, передавая ей свое тепло. Полученный результат важно учитывать при проведении лазероиндуцированной прецизионной очистки поверхностей в замкнутых объемах, разработке медицинских технологий лазерного хирургического лечения патологически измененных сосудов, кист и в других приложениях.
Распыление жидкости при импульсном воздействии сжатым воздухом
2013
Предложена физико-математическая модель импульсного распылителя, работающего от источника сжатого газа. Показана роль кавитации в процессе распыления. Приведен ряд результатов параметрических исследований модели, устанавливающих зависимости дисперсности аэрозоля, угла распыла и массового расхода жидкости от безразмерных параметров, характеризующих геометрические свойства распылителя. Физико-математическая модель позволяет подбирать характеристики распылителя с целью получения аэрозольных сред с заранее заданными параметрами
Сравнение квазистационарной и нестационарной математических моделей течений в испаряющейся капле
Выведены основные уравнения нестационарной математической модели одномерных (осредненных по высоте капли) течений в высыхающей капле, покоящейся на твердом основании. В результате численных расчетов показано, что процессы в капле определяются законом испарения и значением капиллярного числа. При малых значениях капиллярного числа результаты, полученные с использованием нестационарной модели, мало отличаются от полученных при квазистационарном описании явления. При больших значениях капиллярного числа необходимо пользоваться полной формой записи уравнения. The work aims to study the admissibility of the quasi-steady approach application in fluid flow modeling inside of evaporating drops placed on a solid horizontal substrate. Non-steady model has been developed to compare results with a quasi-steady model. For the first time one-dimensional motion equation of fluid in a drop is proposed from a momentum conservation law. We have shown that inward flow is possible on the edge of drop in one-dimensional models. It may be explained by existence of stagnation points.
Экспериментальное исследование влияния наночастиц на процессы испарения жидкостей
Журнал технической физики, 2020
Evaporation of nanofluids based on distilled water and the silicium and zirconium dioxides, aluminium oxide as well as the diamond has been experimentally studied. The average diameter of the SiO2 nanoparticles was 25 nm, of the ZrO2 nanoparticles was 105 nm, of the Al2O3 nanoparticles was 43 nm and of the diamond nanoparticles was 5 nm. The synchronous thermoanalyser STA 449 С Jupiter was used in the investigation of the evaporation processes. The dependences of the evaporation rate on the volume concentration of the nanoparticles were obtained as a result of the experimental studies. It was shown that as the nanoparticles volume concentration increases the nanofluids evaporation rates monotonically increase too.
Industrial processes and technologies, 2021
В работе рассмотрен подход к исследованию гидродинамики аппаратов на базе имитационного моделирования. В качестве примера рассмотрен аппарат фонтанирующего слоя с активной периферийной зоной. В частности, выбранная для анализа конструкция аппарата фонтанирующего слоя отличается от классической конструкции наличием трех дополнительных подводов теплоносителя, расположенных в конической части аппарата. Выделены особенности гидродинамики и специфические зоны аппарата. Построена функциональная схема имитационной модели. Реализованы подходы к созданию базовых элементов — ячейки идеального смешения и ячейки идеального вытеснения. Выполнена программная реализация предложенных алгоритмов. Для иллюстрации возможностей реализована классическая ячеечная модель на базе алгоритма ячейки идеального смешения. Полученная модель показывает хорошую сходимость. Анализ полученных с помощью имитационной модели С–кривых отклика показывает, что в режиме фонтанирующего слоя с дополнительными хордальными вво...