极坐标下Marangoni应力对静止液滴蒸发过程的影响
本文选题:极坐标解析式 + 流线分布 ; 参考:《工程热物理学报》2017年02期
【摘要】:通过推导液滴在蒸发过程中,边界是否考虑Marangoni应力作用时,其内部流场分布的极坐标解析式,并结合相应的球冠液滴模型,来描述液滴内部的流线分布情况,以及液滴在受到Marangoni应力作用时,极坐标下ρcosα=常数处速度随液滴高度的分布规律。并分别使用实验与数值模拟结果与解析结果进行对比,从而说明解析式的正确性。同时从液滴的流线的分布得出:液滴在蒸发过程中,其内部的流动速率在三相界面处最大,在靠近基板的中心处最小。受Marangoni应力作用的影响,液滴内部在其对称面上产生了环流,其方向在液滴底部是从液滴中心流向三相界面的,同时也说明了Marangoni对流可以抑制"咖啡环"效应。
[Abstract]:By deducing the polar coordinate analytic formula of the internal flow field distribution when Marangoni stress is taken into account in the evaporation process of the droplet, and combining with the corresponding spherical droplet model, the streamline distribution inside the droplet is described. And the distribution of the velocity at 蟻 cos 伪 = constant with the drop height in polar coordinates when the droplet is subjected to Marangoni stress. The experimental and numerical simulation results are compared with the analytical results respectively to show the correctness of the analytical formula. At the same time, from the distribution of the streamline of the droplet, it can be concluded that the internal flow rate of the droplet is the largest at the three-phase interface and the smallest near the center of the substrate during the evaporation process. Under the influence of Marangoni stress, there is a circulation on the symmetrical surface of the droplet, and the direction is from the center of the droplet to the three-phase interface at the bottom of the droplet. It also shows that the Marangoni convection can suppress the "coffee ring" effect.
【作者单位】: 上海理工大学能源与动力工程学院;
【分类号】:TQ028.61
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,本文编号:2001071
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