首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
本文提出了一种新模型来研究液层在其纯蒸气中的蒸发热动力学特征,尤其是当蒸发界面张力驱动流占主导作用时(如微重力环境中)液层热毛细对流和界面蒸发始终耦合在一起。气-液界面的传热传质规律有待深入研究。本文数值模拟研究了蒸发相变界面热毛细对流与蒸发效应的耦合机质,得到了不同蒸发模式和不同强度热毛细对流蒸发液层的温度分布、蒸发速率以及对流流场分布的数值解。论述了蒸发Biot数和Marangoni数对界面传热传质的影响,发现并解释了蒸发和热毛细耦合的三种模式。  相似文献   

2.
汽液界面动力学行为与热力学性质的分子动力学研究   总被引:3,自引:2,他引:3  
本文采用分子动力学方法研究了热平衡条件下的汽液界面的动力学行为和热力学性质。统计获得了界面区的密度、压力张量及温度的分布,并且从分子层次观察分析了界面结构和动力学特性。研究表明汽液界面是一个随时间起伏涨落的曲面,界面层的分子并不是处于液相和蒸汽相之间的一种过渡状态,从汽相到液相密度的连续变化是长时间的统计结果,汽渡过渡区的厚度与汽液界面区的密度涨落的范围是一致的。对于平衡条件下的汽液界面,由于汽液相变的影响,在紧贴界面处存在一个分子平均动能非平衡分布的区域。此非平衡区域的存在与汽液两相的宏观热平衡并不矛盾,但可能对蒸发/凝结流率的估计有不可忽略的影响。  相似文献   

3.
微槽群内汽泡动力学行为对接触线的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对沸腾情形下毛细微槽群热沉内汽泡对汽液固三相接触线的影响,进行了可视化实验研究。研究结果表明:汽泡动力学行为会直接导致微槽群内三相接触线的形状变化,从而引起蒸发薄液膜的厚度、面积以及汽液界面曲率等对薄液膜的蒸发换热特性有重要影响的物理量的变化。实验证实了在开放式微细尺度槽群结构热沉中,固有弯月面区域里的沸腾与扩展弯月...  相似文献   

4.
存在液膜的毛细蒸发过程研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
何峰  王志军  黄义辉  叶鹏  王锦程 《物理学报》2013,62(24):246401-246401
采用水浴恒温蒸发方法研究了液膜存在时的毛细蒸发过程. 研究结果表明:毛细蒸发过程中液/气界面符合黏性指延,且不受蒸发速度及液膜状态的影响;蒸发过程可分为剧烈减速、匀速蒸发、线性减速蒸发和边界效应四个阶段,分别对应不同的液膜状态;毛细蒸发的主要区域在毛细管端口液膜处,工质由液体区流向端口蒸发区的过程中液膜起到了通道桥梁作用. 关键词: 毛细蒸发 液/气界面 蒸发阶段 液膜  相似文献   

5.
液滴在不同润湿性表面上蒸发时的动力学特性   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
叶学民  张湘珊  李明兰  李春曦 《物理学报》2018,67(11):114702-114702
基于润滑理论,采用滑移边界条件建立了二维液滴厚度的演化模型和移动接触线动力学模型,利用数值计算方法模拟了均匀加热基底上固着液滴蒸发时的动力学特性,分析了液-气、固-气和液-固界面张力温度敏感性对壁面润湿性和液滴动态特性的影响.结果表明,液滴的运动过程受毛细力、重力、热毛细力和蒸发的影响,重力对液滴铺展起促进作用,而毛细力、热毛细力则起抑制作用;通过改变界面张力温度敏感性系数,可使液滴蒸发过程中的接触线呈现处于钉扎或部分钉扎模式,且接触线钉扎模式下的液滴存续时间低于部分钉扎模式;提高液-气与液-固界面张力温度敏感系数均可改善壁面润湿性能,加快液滴铺展速率;而增大固-气界面张力温度敏感系数则导致壁面润湿性能恶化、延缓液滴铺展过程;通过改变固-气界面张力温度敏感系数更有利于调控处于蒸发状态下的液滴运动.  相似文献   

6.
毛细管内薄液膜轮廓和传热特性研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文认为毛细管的相变传热机理为液膜的导热和表面蒸发;表面蒸发受蒸汽温度、汽液界面的温度以及汽液压力差的共同控制。汽液流动机理为流动受脱离压力梯度、毛细力梯度支配。汽液相互作用机理为存在由于蒸发导致的动量转移切应力和由于汽液流速不同产生的摩擦切应力。提出的物理模型中较为全面地考虑了毛细管内传热、汽液流动及其相互作用。对毛细管半径和传热功率对薄液膜轮廓和传热特性影响程度的计算结果表明,随着毛细管半径的减小、传热功率的增大,蒸发界面区的长度会有所减小,这是针对微小空间得出的不同于常规情况的结论。  相似文献   

7.
大尺度环形液池内双层热毛细对流不稳定性   总被引:1,自引:0,他引:1  
假设双层流体的交界面不发生变形,热毛细力作用于此交界面,三维数值研究了大尺度环形液池中双层流体系统在内外壁面温差加热下的热毛细对流不稳定性,其中外壁面维持高温,内壁面维持低温。计算结果显示,上下层流体的流动特性受Marangoni效应和浮力效应的影响;热毛细对流的振荡产生于内壁面附近,并沿着温度梯度的方向传播;随着温差的增大,热毛细对流的振荡逐渐增强,温度振荡波数增大。  相似文献   

8.
1引言在微重力下用浮区法生长高质量、大体积单晶体是一种很有应用前景的方法,但热毛细对流所引起的诸如宏观不均匀性、生长条纹等缺陷严重限制了这一方法的应用。目前,人们试着用液封方法抑制热毛细对流。文献[1~3]分别对两层流体系统内的热毛细对流所作的研究表明:通过液封,被封层内的热毛细对流可以得到显著抑制。本文对圆柱三层流体系统内的热毛细对流进行研究,为热毛细对流规律的揭示以及进一步总结出其控制方法提供了理论数值依据。2控制方程和边界条件考虑长为L的互不溶混的三层轴对称同轴液柱,如图1所示,两端壁保持定温T…  相似文献   

9.
三维数值研究了环形液池内双层流体热毛细-浮力对流的流动特性,考察了液池深径比对流动的影响,其中外壁面维持高温,内壁面维持低温。结果显示,上、下层流体热毛细-浮力对流的流动结构依赖于液池深径比的大小,其内在机制是由浮力和热毛细对流相对强度所决定;随着深径比的减小,热毛细-浮力对流不稳定性的周向温度波数先增大后减小,存在发生流动不稳定性的最佳深径比;热毛细对流的振荡周期随着深径比的减小逐渐减小,而周向速度平均扰动幅度逐渐增大.  相似文献   

10.
汽液界面热毛细波的分子动力学模拟   总被引:1,自引:1,他引:0  
用分子动力学模拟方法研究汽液界面性质,在NVT系综中,以氩原子为对象,对长方形模拟盒中汽液平衡系统进行不同温度下的模拟计算。计算结果表明,汽液界面存在热毛细波。界面上的热涨落将使界面变宽,它不仅与界面张力有关,还与温度、界面的横截面积有关。可以把汽液界面上热毛细波的均分根涨落值,作为汽液界面的宽度和粗糙度的指标。  相似文献   

11.
Thermocapillary convection coupling with the evaporation effect of evaporating liquids is studied experimentally. This study focused on an evaporation liquid layer in a rectangular cavity subjected to a horizontal temperature gradient when the top evaporating surface is open to air, while most previous works only studied pure thermocapillary convection without evaporation. Two liquids with different evaporating rates are used to study the coupling of evaporation and thermocapillary convection, and the interfacial temperature profiles for different temperature gradients are measured. The experimental results indicate evidently the influence of evaporation effect on the thermocapillary convection and interfacial temperature profiles. The steady multicellular flow and the oscillatory multicellular flow in the evaporation liquid layer are observed by using the particle-image-velocimetry method.  相似文献   

12.
Marangoni-Bénard instability and convection in evaporating liquid layers have been studied experimentally through flow visualization and temperature profile measurement. Bénard cells have been observed in an evaporating thin liquid layer whether it is heated, adiabatic, or cooled from below. This experimental study has revealed a different mechanism from the traditional Rayleigh-Bénard and Marangoni-Bénard instabilities and convections, which require a negative temperature gradient in the thin liquid layer. Evaporation rate and enthalpy of evaporation have been found to be important parameters of instability and convection in an evaporating liquid layer. A modified form of Marangoni number, Ma*, is proposed and its critical values, Ma* c, for alcohol and Freon-113 evaporating layers are determined experimentally. A quantitative comparison between Ma* and the traditional Marangoni number, Ma, shows that Ma* is an adequate indicator of the stability status in evaporating liquid layers.  相似文献   

13.
A theoretical analysis is presented of isothermal evaporation of a volatile component from a solid covered by a liquid layer. Binary compounds are considered, with the covering liquid produced by thermal decomposition of the solid material. It is shown that the relaxation time of the volatile concentration profile is much shorter than the characteristic time of motion of the melting interface; i.e., the instantaneous profile of volatile concentration at any time is a linear function of the spatial coordinate. A new nonlinear Stefan-type problem of evaporation in a solid-liquid-vacuum system is formulated that involves two moving phase transition interfaces: an evaporating interface and a melting interface. Exact analytical solutions to the problem are found. It is shown that the melting interface moves faster than the evaporating interface; i.e., the thickness of the liquid layer increases with time, its growth rate increasing with evaporation rate coefficient. It is demonstrated that the concentration profile evolves self-similarly in the course of time. An increase in evaporation rate coefficient leads to a steepening of the concentration gradient across the liquid layer, changing the volatile concentration at the evaporating interface, and the evaporative flux changes accordingly.  相似文献   

14.
Evaporation is ubiquitous in nature, but very few attempts have been made in the past to couple the effects of evaporation with fluid flow behavior. In this theoretical paper we have discussed the effects of evaporation on the dynamics of steady state thermocapillary convection in a two-dimensional rectangular container. The liquid is heated by differentially heated sidewalls and mass loss from the interface due to evaporation is compensated by the liquid entering into the container through a lower inlet, thus keeping the thickness of the liquid layer constant. We show that for an evaporating liquid one can obtain a plane parallel base state profile which depends on the evaporative mass flux.  相似文献   

15.
A thin film evaporation model based on the augmented Young–Laplace equation and kinetic theories was developed to describe the nanofluid effects on the extended evaporating meniscus in a microchannel. The nanofluid effects include the structural disjoining pressure, a thin porous coating layer at the surface formed by the nanoparticle deposition and the thermophysical property variations compared with the base fluid. The results show that the nanofluid thermal conductivity enhancement mainly due to the Brownian motion tends to greatly increase the liquid film thickness and the thin film heat transfer. The structural disjoining pressure effect tends to enhance the nanofluid spreading capability and the thin film evaporation. The nanoparticle-deposited porous coating layer improves the surface wettability while significantly reducing the thin film evaporation with increasing layer thickness due to the thermal resistance across this layer. The nanofluid thermal conductivity enhancement together with the structural disjoining pressure effect can not counteract the thermal resistance effects of the porous coating layer when the coating layer thickness is sufficiently large.  相似文献   

16.
关于蒸发液层的Rayleigh-Marangoni-Benard不稳定性的研究中,早期文献中普遍采用的是单层流模型。近年来,一些学者采用两层流模型对蒸发稳定性进行了理论分析,有的文献中没有考虑蒸发率与饱和蒸汽压的耦合关系,所以得到的结果不能完全反应蒸发对系统稳定性的影响。本文建立了一种新的两层流模型,考虑了界面变形对系统稳定性的影响。采用线性稳定性方法对带有蒸发界面的两层流的Rayleigh-Marangoni-Benard对流不稳定性进行了分析,得到了临界 Marangoni数与波数的关系,重点讨论了蒸发系数以及重力对汽液两层流系统的不稳定性的影响。  相似文献   

17.
两相流层的Marangoni-Bénard不稳定性分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
关于液层的Marangoni-Bénard不稳定性的研究中,现有文献中普遍采用的是单层流模型。本文建立了一种新的两层流模型,采用线性稳定性方法对带有蒸发界面的两层流的Marangoni-Bénard对流不稳定性进行了分析,得到了在不同蒸发量下临界Marangoni数与波数的关系,重点讨论了蒸发速率对汽液两层流系统Marangoni-Bénard不稳定性的影响。  相似文献   

18.
以R404A为工质,用热平衡法测试结霜工况下直接膨胀供液制冷系统以及重力供液制冷系统在不同蒸发器供液高度时的系统的运行特性,并进行比较。研究表明:在重力供液制冷系统中,蒸发温度和压力高于直接膨胀供液制冷系统,且受供液高度和环境温度影响;在不同供液高度时,重力供液制冷系统压缩机吸气压力高于直接膨胀供液制冷系统压缩机吸气压力,供液高度的增加,吸气压力升高,压缩机的排气压力的变化趋势与蒸发压力相似;重力供液制冷系统制冷量高于直接膨胀供液制冷系统制冷量,且随蒸发温度升高而增大,但制冷量的增加幅度却有着相反的变化趋势。供液高度为1200mm时,制冷量最大增幅达到35.59%;重力供液制冷系统COP大于直接膨胀供液制冷系统COP,重力供液制冷系统存在最佳供液高度。  相似文献   

19.
扁平绕带式低温高压容器是一种新型低温液体贮存设备 ,由内外两层容器组成 ,内筒体的外壁焊有液氮预冷夹套。平均蒸发率是衡量扁平绕带式低温高压容器绝热性能的重要指标。文中在分析其传热过程和壁厚温差影响因素的基础上 ,提出了一种计算其蒸发率的工程方法 ,并结合1 0 m3液氢储罐设计实例进行了计算。结果表明扁平绕带式低温高压容器具有良好的绝热性能 ,适用于重要介质的低温贮运  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号