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凸面恒温基底上固着液滴蒸发特性研究

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针对凸面恒温基底上的固着液滴蒸发过程开展了实验和理论研究.实验研究方面,搭建了凸面恒温基底上蒸馏水液滴蒸发的可视化实验系统,捕获了液滴蒸发过程形态变化,使用红外热像仪获得了液滴表面温度分布.理论研究方面,基于环形坐标系建立了凸面恒温基底上固着液滴蒸发的传热传质模型,推导出液滴内部温度分布及其周围蒸气浓度分布的解析解.将模型结果与实验数据进行对比,验证了计算模型的可靠性.研究结果表明:模型计算需考虑蒸发冷却效应,提高基底温度和减小基底曲率直径均可提高液滴蒸发速率;相较于平面基底,凸面基底上液滴的铺展半径更大,钉扎时间延长,总蒸发时间减小,液滴蒸发主要遵循恒定接触半径蒸发模式.此外,液滴/空气界面处的过余温度沿液滴表面从中心到接触线方向单调递增,随着蒸发过程的进行,液滴整体温度分布趋于均匀.研究结果有助于深入掌握凸面基底上固着液滴蒸发的传热传质机理.
Study on evaporation characteristics of sessile droplet on a convex substrate at constant temperature

张舒蕾、李冰杰、蒋健、董新宇、刘璐

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华北电力大学动力工程系,河北保定 071003

华北电力大学,河北省低碳高效发电技术重点实验室,河北保定 071003

液滴蒸发 凸面基底 传热传质 温度分布

国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项中央高校基本科研业务费专项

518760652020MS1082020MS144

2022

10.11949/0438-1157.20221227

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(12)
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