کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5496779 1399867 2017 4 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Evaluation of evaporation coefficient for micro-droplets exposed to low pressure: A semi-analytical approach
ترجمه فارسی عنوان
ارزیابی ضریب تبخیر برای میکرو قطرات در معرض فشار کم: یک روش نیمه تحلیلی
کلمات کلیدی
میکرو قطره، ضریب تبخیر، خلاء، تبادل گرما، مرز متحرک،
ترجمه چکیده
میزان تبخیر آب به شدت تحت تاثیر بارگذاری انرژی به علت برخورد مولکولی و محدودیت انتقال حرارت است. ضریب تبخیر که به عنوان نسبت سرعت تبخیر اندازه گیری آزمایش شده به حداکثر حد ممکن تئوریک تعریف می شود، بیش از سه مرتبه تضاد است. در این مقاله، یک مدل نیمه تحلیلی برای انتقال حرارت از تبخیر قطره، با توجه به اثر تغییر در اندازه قطرات به علت تبخیر از سطح آن، زمانی که قطره به داخل خلاء تولید می شود، طراحی شده است. اثر ناچیز کاهش قطرات قطره به علت تبخیر در میزان خنک کننده ثابت شده است. با این حال، ضریب تبخیر نزدیک به حد تئوری یگانگی است، زمانی که شعاع قطره کمتر از طول مسیر آزاد مولکول های بخار بر روی سطح قطره است که بر خلاف پیش بینی های نظری گزارش شده است. ضریب انبساط سریعا کاهش می یابد زمانی که قطر مورد نظر دارای شعاع بزرگتر از میانگین آزاد مولکول تبخیر است و مانع برخورد با مولکول به سرعت تبخیر را تایید می کند. روند تغییر در ضریب تبخیر با افزایش اندازه قطره پیش بینی شده توسط مدل پیشنهادی، به دست آوردن رابطه عملکردی ضریب تبخیر با اندازه قطرات، را تسهیل می کند و می تواند برای تعیین تعامل بین چند قطره در طول تبخیر در خلاء استفاده شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم فیزیک و نجوم (عمومی)
چکیده انگلیسی
Evaporation rate of water is strongly influenced by energy barrier due to molecular collision and heat transfer limitations. The evaporation coefficient, defined as the ratio of experimentally measured evaporation rate to that maximum possible theoretical limit, varies over a conflicting three orders of magnitude. In the present work, a semi-analytical transient heat diffusion model of droplet evaporation is developed considering the effect of change in droplet size due to evaporation from its surface, when the droplet is injected into vacuum. Negligible effect of droplet size reduction due to evaporation on cooling rate is found to be true. However, the evaporation coefficient is found to approach theoretical limit of unity, when the droplet radius is less than that of mean free path of vapor molecules on droplet surface contrary to the reported theoretical predictions. Evaporation coefficient was found to reduce rapidly when the droplet under consideration has a radius larger than the mean free path of evaporating molecules, confirming the molecular collision barrier to evaporation rate. The trend of change in evaporation coefficient with increasing droplet size predicted by the proposed model will facilitate obtaining functional relation of evaporation coefficient with droplet size, and can be used for benchmarking the interaction between multiple droplets during evaporation in vacuum.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Physics Letters A - Volume 381, Issue 5, 5 February 2017, Pages 413-416
نویسندگان
, , ,