Особенности фотофоретического движения испаряющейся капли в вязкой неизотермической бинарной газовой среде

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В квазистационарном приближении при малых числах Рейнольдса и Пекле проведено теоретическое описание фотофоретического движения в вязкой неизотермической бинарной газовой среде крупной испаряющейся капли сферической формы при значительных относительных перепадах температуры в ее окрестности. При описании свойств газообразной среды учитывался степенной вид зависимости коэффициентов молекулярного переноса (вязкости, диффузии и теплопроводности) и плотности от температуры. Проведенные численные оценки показали нелинейный характер зависимости фотофоретической силы и скорости от средней температуры поверхности капли.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Малай

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: malay@bsu.edu.ru
Россия, Белгород

П. В. Сохань

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: sokhanp95@gmail.com
Россия, Белгород

Ю. И. Шостак

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: juliashostak@mail.ru
Россия, Белгород

Список литературы

  1. Yalamov Yu.I., Kutukov V.B., Shchukin E.R. Theory of the photophoretic motion of the large-size volatile aerosol particle // J. Colloid&Interface Sci. 1976. V. 57(3). P. 564–571.
  2. Береснев С.А., Кочнева Л.Б. Фактор асимметрии поглощения излучения и фотофорез аэрозолей // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 2. С. 134 — 141.
  3. Greene W.M., Spjut R.E., Bar-Ziv E. et al. Photophoresis of irradiated spheres: absorption centers // J. Opt. Soc. Amer. B. 1985. V. 2. № 6. P. 998–1004.
  4. Preining O. Photophoresis // in Aerosol Science / Ed. by Davis C.N. New York: Acad. Press, 1966. P. 111–135.
  5. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 384 с.
  6. Волковицкий О.А., Седунов Ю.С., Семенов Л.П. Распространение интенсивного лазерного излучения в облаках. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 312 с.
  7. Рязанов К.С., Попов И.В., Малай Н.В. Вычисление распределения поглощаемой электромагнитной энергии внутри частиц сферической формы // Свид. о гос. рег. прогр. для ЭВМ № 2010616043 14.09.2010.
  8. Hitoshi W., Hideaki M., Satoshi T., Masayori S. et al. Migration analysis of micro-particles in liquids using microscopically designed external fields // Anal. Sci. Japan Soc. for Anal. Chem. 2004. V. 20 (3). P. 423–434.
  9. Cheremisin A.A., Kushnarenko A.V. Photophoretic interaction of aerosol particles and its effect on coagulation in rarefied gas medium // J. Aerosol Sci. 2013. V. 62. P. 26–39.
  10. Smith D., Woods C., Seddon A., Hoerber H. Photophoretic separation of single-walled carbon nanotubes: a novel approach to selective chiral sorting // Phys. Chem. Chem. Phys. Roy. Soc. of Chem. (RSC). 2014. V. 16(11). P. 5221–5228.
  11. Cortes J., Stanczak C., Azadi M., Narula M. et al. Photophoretic levitation: photophoretic levitation of macroscopic nanocardboard plates // Adv. Mater. 2020. V. 32 (16). P. 207–227.
  12. Schafer B., Kim J., Vlassak J., Keith D. Towards photophoretically levitating macroscopic sensors in the stratosphere // Appl. Phys. 2022. P. 1–39.
  13. Малай Н.В., Щукин Е.Р., Стукалов А.А., Рязанов К.С. Гравитационное движение равномерно нагретой твердой частицы в газообразной среде // ПМТФ. 2008. Т. 49. № 1. С. 74 — 80.
  14. Малай Н.В., Рязанов К.С., Щукин Е.Р., Стукалов A.A. О силе, действующей на нагретую сферическую каплю, движущуюся в газообразной среде // ПМТФ. 2011. Т. 52. № 4. С. 63 — 71.
  15. Малай Н.В., Лиманская А.В., Щукин Е.Р. Термофоретическое движение нагретых крупных аэрозольных частиц сферической формы // ПМТФ. 2016. Т. 57. № 2(336). С. 164–171.
  16. Малай Н.В., Лиманская А.В., Щукин Е.Р., Стукалов А.А. Фотофорез нагретых крупных аэрозольных частиц сферической формы // ЖТФ. 2012. Т. 82. Вып. 10. С. 42–50.
  17. Малай Н.В., Лиманская А.В., Щукин Е.Р. Решение краевой задачи для линеаризованного по скорости уравнения Навье–Стокса в случае неизотермического обтекания равномерно нагретой сферы газообразной средой //Дифф. ур-я. 2015. Т. 51. № 10. С. 1328–1337.
  18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Т. VI. Гидродинамика. М.: Физматлит, 2003. 736 с.
  19. Бретшнайдер Ст. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы расчета. М.: Химия, 1966. 535 с.
  20. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.
  21. Юшканов А.А., Савков С.А., Яламов Ю.И. О зависимости коэффициентов скольжения от модели межмолекулярного взаимодействия // Инж.-физ. ж. 1986. Т. 51. № 4. С. 686–687.
  22. Яламов Ю.И., Поддоскин А.Б., Юшканов А.А. О граничных условиях при обтекании неоднородно нагретым газом сферической поверхности малой кривизны // Докл. АН СССР. 1980. Т. 237. № 2. С. 1047–1050.
  23. Хаппель Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М.: Мир, 1976. 630 с.
  24. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Лань, 2003. 576 с.
  25. Малай Н.В., Щукин Е.Р., Лиманская А.В. Фотофорез крупной летучей сферической капли при малых перепадах температуры в ее окрестности с учетом термодиффузии // Научн. ведом. Белгород. гос. ун-та. Математика и Физика. 2009. Т. 17. № 13(65). С. 84 –99.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Графики зависимости функций fph и fphm от средней температуры поверхности частицы TiS.

Скачать (50KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024