کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6588855 1423243 2018 25 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Evaporation excites temporal sequence of resonant modes in a sessile droplet perturbed at constant frequency - Insights into the universal dynamics of mode transitions
ترجمه فارسی عنوان
تبخیر توالی موقتی حالت های رزونانس را در یک قطره سفت کننده در فرکانس ثابت تحریک می کند - بینش ها به دینامیک جهانی انتقال حالت ها
کلمات کلیدی
قطره سفت و محکم، حالت های تبخیر، تغییر حالت نوسانات، ارتعاش فرکانس ثابت، نوسانات رابط،
ترجمه چکیده
یک قطره سفت کننده در یک فرکانس ثابت هیجان زده می شود، زمانی که مجاز به تبخیر باشد، یک دنباله زمانی از حالت های رابط را نشان می دهد. تبخیر آهنگ قطره را در حالت های مختلف در حالت نزولی رونمایی می کند. زندگی هر حالت در مرحله گذار از زمان شروع رزونانس خاص خود به حالت بعدی حالت پایین تر گسترش می یابد. در طول دوره تبخیر حالت هر قطره، زمانیکه فرکانس رانندگی بیشتر در نظر گرفته می شود، در حالت قانون قدرت، از لحاظ تئوری و تجربی، کاهش می یابد. چنین دینامیکی بوسیله هر دو نوسانات تبخیری و متحرک هدایت می شود، که توسط مولفه های پراکندگی موج مویی یک بعدی محاسبه می شود. تحریک طبیعی از رزونانس حالت متوالی در این مورد توسط یک پارامتر تنظیم تنظیم شده است. تغییر این پارامتر بوسیله تبخیر به طور مشابه با فرکانس فرکانس خارجی در قطرات بدون تبخیر است تا بتوان رزونانس حالت مشابه را تشخیص داد. پویایی مرحله گذار مربوط به هر حالت با یک پارامتر دوم به عنوان پارامتر انتقال حالت مشخص می شود. مرحله انتقال (به ترتیب به ترتیب پایین تر) در ابتدا سریع است، اما به تشدید حالت حالت پایین تر نزدیک می شود. عبارات نظری از زمان زندگی حالت و پارامتر تنظیم بر اساس فرض منطقی معتبر از زاویه تماس ثابت ثابت (اندازه گیری زاویه تماس قطره قطره غیر احتمالی در یک چرخه نوسان) بدست آمده است. یک رابطه خطی تقریبی بین تنظیم کردن (تکمیل پارامتر تنظیم) و پارامترهای انتقال حالت وجود دارد که به پویایی مرحله انتقال می انجامد. داده های تجربی مربوط به پارامترهای تنظیم و حالت انتقال نشان می دهد ادغام جهانی برای همه فرکانس های تحریک. داده های تجربی نیز از روند خطی نظری پیشنهادی پیروی می کند اما انحراف نسبت به بخش بعد مرحله انتقال است. چنین انحرافی ها به نادیده گرفتن اصطلاحات بالاتر و احتمال خمیدگی چسبنده از لایه مرزی در بستر منجر شده است. حتی پس از آن جهانی بودن حالت انتقال در تمام فرکانس ها در طول عمر تبخیری حفظ می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی مهندسی شیمی (عمومی)
چکیده انگلیسی
A sessile droplet excited at a constant frequency exhibits a temporal sequence of interface modes when allowed to evaporate. Evaporation tunes the droplet to resonate at different modes in a descending order. The life of each mode spans over a transition stage from the onset of its own resonance to that of the next lower order mode. Mode lifetime during the evaporation period of any droplet has been found to decrease in a power law fashion both theoretically and experimentally when higher driving frequencies are considered. Such dynamics are driven by both evaporation and interface oscillations, the latter being governed by the dispersion relation of one dimensional capillary wave. The natural excitation of sequential mode resonances in the present case is governed by a tuning parameter. Variation of this parameter by evaporation is analogous to external frequency sweep in non evaporating droplets to detect similar mode resonances. The dynamics of transition stage corresponding to each mode is characterized by a second parameter denoted as mode transition parameter. The transition stage (higher to lower order) is initially fast but slows down close to the resonance of lower order mode. Theoretical expressions of mode lifetimes and the tuning parameter have been derived based on reasonably valid assumption of constant static contact angle (a measure of the contact angle of the unperturbed hypothetical droplet shape in an oscillation cycle). An approximate linear relation has been established between detuning (complement of the tuning parameter) and mode transition parameters which governs the dynamics of the transition stage. The experimental data corresponding to the detuning and mode transition parameters show universal merging for all excitation frequencies. The experimental data also follows the proposed theoretical linear trend but deviates towards the later part of the transition stage. Such deviations have been attributed to neglecting higher order terms and possible viscous damping from boundary layer at the substrate. Even then the universality of mode transition across all frequencies is maintained throughout the evaporative lifetime.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Chemical Engineering Science - Volume 176, 2 February 2018, Pages 294-305
نویسندگان
, ,