Dynamics of microscale droplets impinging onto hot surfaces with oxide layers

微尺度液滴撞击具有氧化层的热表面的动力学

基本信息

  • 批准号:
    18J11928
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2018-04-25 至 2020-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

First,the effect of substrate conductivity on the vapor absorption into hygroscopic liquid desiccant droplets is investigated experimentally. Results indicate that substrate conductivity plays a crucial role in the transient heat transfer process. As a result of the thermal effect, droplets on copper substrates show a slightly higher rate of vapor absorption than those on low-thermal conductivity PTFE substrates. Further analyses by decomposing the variation of water vapor pressure indicate that, compared to the influence of temperature change, the water vapor pressure at the droplet surface is greatly affected by the change of solute concentration during vapor absorption, and therefore the rate of vapor absorption.Second, a lubrication-type model is developed to simulate the evaporation and vapor absorption process of hygroscopic ionic solution droplet. The investigation makes it possible to fully elucidate the governing mechanisms of droplet motions with both positive and negative interfacial mass fluxes. We elucidate that, along with interfacial phase change, the capillary effect, the thermal Marangoni effect and the solutal Marangoni effect interact with each other, and lead to the time-varying behaviors of hygroscopic solution droplets that differ from evaporating volatile droplets. The conclusions provide reasonable explanations for the spreading and contracting phenomena along with vapor absorption, and for the dendritic structures at the periphery of evaporating aqueous solution droplets in the existing literature.
首先,实验研究了底物电导率对蒸气吸收到吸湿性液体干燥液滴中的影响。结果表明,底物电导率在瞬态传热过程中起着至关重要的作用。由于热效应的结果,铜底物上的液滴显示出比低热电导率PTFE底物的蒸气吸收率略高。 Further analyses by decomposing the variation of water vapor pressure indicate that, compared to the influence of temperature change, the water vapor pressure at the droplet surface is greatly affected by the change of solute concentration during vapor absorption, and therefore the rate of vapor absorption.Second, a lubrication-type model is developed to simulate the evaporation and vapor absorption process of hygroscopic ionic solution droplet.该研究使得有可能完全阐明液滴运动的管理机制,并具有正界面质量通量。我们阐明了这一点,随着界面变化,毛细管效应,热马龙尼效应和溶质马龙诺效应相互相互作用,并导致与蒸发挥发性液滴不同的吸湿溶液液滴的时变行为。结论为扩散和收缩现象以及蒸气吸收提供了合理的解释,以及在现有文献中蒸发水溶液液滴的外围的树突结构。

项目成果

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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Lubrication model for vapor absorption/desorption of hygroscopic liquid desiccant droplets
吸湿液体干燥剂液滴蒸气吸收/解吸的润滑模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang Zhenying;Karapetsas George;Valluri Prashant;Williams Adams;Sefiane Khellil;Takata Yasuyuki
  • 通讯作者:
    Takata Yasuyuki
Vapor absorption phenomenon onto liquid desiccant droplet driven by vapor pressure difference
蒸气压差驱动液体干燥剂液滴的蒸气吸收现象
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Z. Wang;D. Orejon;K. Sefiane;Y. Takata
  • 通讯作者:
    Y. Takata
Vapor absorption into hygroscopic liquid desiccant droplets and guidance for packed tower design
吸湿性液体干燥剂液滴中的蒸气吸收以及填充塔设计的指导
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang Zhenying;Orejon Daniel;Sefiane Khellil;Takata Yasuyuki
  • 通讯作者:
    Takata Yasuyuki
Effect of surface wettability and relative humidity on the vapor absorption process onto liquid desiccant droplets
表面润湿性和相对湿度对液体干燥剂液滴蒸汽吸收过程的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang Zhenying;Orejon Daniel;Sefiane Khellil;Takata Yasuyuki
  • 通讯作者:
    Takata Yasuyuki
How do single liquid desiccant droplets behave during vapour absorption?
单液体干燥剂液滴在吸收蒸汽时有何表现?
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang Zhenying;Orejon Daniel;Sefiane Khellil;Takata Yasuyuki
  • 通讯作者:
    Takata Yasuyuki
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