ВЕСТНИК
Башкирского университета

 ENGLISH
Главная Авторам Рецензентам Выпуски журнала Редколлегия Редакция Загрузить статью Подписка ISSN 1998-4812

Архив | Том 25, 2020, No. 3.

ТЕРМОКАПИЛЛЯРНОЕ ТЕЧЕНИЕ БИНАРНОЙ ГОМОГЕННОЙ ПЛЕНКИ РАСТВОРА С УЧЕТОМ ДИФФУЗИИ ПАРОВ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ

Вестник Башкирского университета. 2020. Том 25. №3. С. 472-477.
Download
DOI: https://doi.org/10.33184/bulletin-bsu-2020.3.3

  • © К. А. Бородина

    Тюменский государственный университет

    Россия, 625003 г. Тюмень, ул. Семакова, 10

Межфазная конвекция - широко распространенное явление, встречающееся в различных отраслях техники, включая химические технологии. Наибольший интерес в случае тонких пленок жидкости представляет конвекция Марангони. Фазовые переходы существенно влияют на конвективное течение, изменяя коэффициент поверхностного натяжения. В данной работе исследуется поведение тонкой пленки бинарного гомогенного раствора при ее нагреве. Изменение температуры свободной поверхности вместе с уходом летучего компонента приводит к двум противоположным эффектам по направленности градиента поверхностного натяжения. Обоснована необходимость учета движения летучего компонента над поверхностью раствора. Предложена численная схема расчета поля концентрации растворенного компонента в пленке переменной толщины, а также получены аналитические оценки и решения.

Ключевые слова:

  • термокапиллярное течение
  • конвекция Марангони
  • жидкая пленка
  • thermocapillary flow
  • Marangoni convection
  • liquid film

ЛИТЕРАТУРА

  1. Simanovskii I. B., Nepomnyashchy A. A.Convective Instabilities in Systems with Interface. Gordon and Breach, London. 1993.
  2. Colinet P., Legros J. C., Velarde M. G. Nonlinear Dynamics of Surface-Tension Driven Instabilities, Wiley-VCH, Berlin. 2001.
  3. Oron A. Nonlinear dynamics of irradiated thin volatile liquid films // Phys. Fluids. 2000. Vol. 12. P. 29-41.
  4. Matar O. K., Craster R. V., Warner M. R. E. Surfactant transport on highly viscous surface films // J. Fluid Mech. 2002. Vol. 466. P. 85-111.
  5. Холпанов Л. П., Шкадов В. Я. Гидродинамика и теплообмен с поверхностью раздела. М.: Наука. 1990. 271 с.
  6. Merkt D., Bestehorn M. Benard-Marangoni convection in a strongly evaporating fluid // Physica D. 2003. Vol. 185. P. 196-208.
  7. Delhaye J. M. Jump conditions and entropy sources in two-phase systems. Local instant Formulation // Int. J. Multiphase Flow. 1974. V. 1. P. 395-409.
  8. Miladinova S., Lebon G. Effects of nonuniform heating and thermocapillarity in evaporating films falling down an inclined plate // Acta Mech. 2005. V. 174. №1. P. 33-49.
  9. Gatapova E. Ya., Kabov O. A. Shear-driven flows of locally heated liquid films // Int. J. Heat Mass Transfer. 2008. V. 51(19-20). P. 4797-4810.
  10. Kabova Yu., Kuznetsov V. V., Kabov O. et al. Evaporation of a thin viscous liquid film sheared by gas in a microchannel // Int. J. Heat Mass Transfer. 2014. V. 68. P. 527-541.
  11. Ajaev V. S., Brutin D., Tadrist L. Evaporation of ultra-thin liquid films into air // Microgr. Sci. Technol. 2010. V. 22. №3. P. 441-446.
  12. Копбосынов Б. К., Пухначев В. В. Термокапиллярное движение в тонком слое жидкости // Гидромеханика и процессы переноса в невесомости. Сб. науч. тр. Свердловск: АН СССР, Уральск. научн. центр, 1983. С. 116-125.
  13. Кабова Ю. О., Кузнецов В. В. Стекание неизотермического тонкого слоя жидкости с непостоянной вязкостью // ПМТФ. 2002. Т. 43. №6. С. 134-141.
  14. Frank М. A., Kabov О. A. Thermocapillary structure formation in a falling film: Experiment and calculations // Phys of Fluids. 2006. №18.
  15. Бекежанова В. Б., Гончарова О. Н., Резанова Е. В., Шефер И. А. Устойчивость двухслойных течений жидкости с испарением на границе раздела // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2017. №2. С. 23-35.
  16. Souche M., Clarke N. Interfacial instability in bilayer films due to solvent evaporation // Eur. Phys. J. E.2009. Vol. 28. P. 47-55.
  17. Андреев В. К., Кузнецов В. В. Движение жидкой пленки и газового потока в микроканале с испарением // Теплофиз. аэромех. 2013. Т. 20. №1. С. 17-28.
  18. Tatosova K. A., Malyuk A. Yu., Ivanova N. A. Droplet formation caused by laser-induced surface-tension-driven flows in binary liquid mixtures // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2017. Vol. 521. P. 22-29.
  19. Иванова Н. А., Малюк А. Ю. Моделирование термокапиллярной конвекции в сидячей капле жидкости, индуцированной лазерным пучком // Вестник Тюменского гос. ун-та. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2019. Т. 5. №2. С. 160-174.
  20. Иванова Н. А., Бородина К. А. Термокапиллярное движение тонкой пленки бинарного спиртосодержащего раствора // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2020. Т. 20, вып. 1. С. 64-78.

Copyright © Вестник Башкирского университета 2010-2023