Модель випаровування крапель ідеальних бі¬нарних спиртових розчинів у дифузійному та перехідному режимах
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.8.592Ключові слова:
спирт, розчин, режим випаровуванняАнотація
Створення моделей процесу випаровування крапель розчинiв, зокрема розчинiв спиртiв, у загальному випадку є складною задачею, для дослiдження якої потрiбно розв’язати систему рiвнянь масо- та теплопереносу. Альтернативним пiдходом може бути пiдхiд, який полягає у створеннi спрощеної моделi та подальшому врахуваннi тих фiзичних механiзмiв, якi є суттєвими для конкретних умов, в яких вiдбувається випаровування. В статтi за використанням даного пiдходу на основi теорiї випаровування Максвелла–Фукса запропоновано модель опису процесу випаровування iдеальних бiнарних розчинiв у дифузiйному та перехiдному режимах випаровування. З метою перевiрки даної моделi було проведено експериментальнi дослiдження випаровування краплин бiнарних спиртових розчинiв пропанол–октанол та бутанол–октанол в атмосферi сухого азоту за температури газу 293 К в дифузiйному та перехiдному режимах для значень початкових концентрацiй октанолу 0,25, 0,5 та 0,75 мольних часток. Запропонована модель була використана для розрахунку залежностей площi поверхнi краплини вiд часу для даних бiнарних спиртових розчинiв. Проведено порiвняння одержаних модельних кривих з експериментальними даними. Показано, що, в межах справедливостi наближень моделi, вона може бути використана для опису процесу випаровування як в дифузiйному, так I в перехiдному режимах випаровування.
Посилання
Droplet Wetting and Evaporation. From Pure to Complex Liquids. Edited by D. Brutin (Elsevier, 2015) [ISBN: 9780128007228].
Heat and Mass Transfer in Drying of Porous Media. Edited by Peng Xu, A.P. Sasmito, A.S. Mujumdar (CRC Press Taylor Francis Group, 2020) [ISBN: 9780367779399].
K.M. Kovalov, O.M. Alekseev, M.M. Lazarenko, Y.F. Zabashta, Y.E. Grabovskii, S.Y. Tkachov. Influence of water on the structure and dielectric properties of the microcrystalline and nano-cellulose. Nanoscale Res. Lett. 12, 468 (2017).
https://doi.org/10.1186/s11671-017-2231-5
O.K. Kopiyka, Yu.O. Olifirenko, V.V. Kalinchak, D.S. Darakov, T.O. Fudulei, L. Raslavicius. Evaporation of binary ethanol-butanol mixture droplets. Int. Combust. Eng. 2, 25 (2018).
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2018.2.05
Ping Yi, Ming Jia, Wuqiang Long et al. Evaporation of pure and blended droplets of diesel and alcohols C2 − C9 under diesel engine conditions Numer. Heat Transf. A 71, 311 (2017).
https://doi.org/10.1080/10407782.2016.1264749
S.S. Sazhin. Modeling of fuel droplet heating and evaporation: Recent results and unsolved problems. Fuel 196, 69 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.01.048
N.A. Fuchs. Evaporation and Droplet Growth in Gaseous Media (Pergamon Press, 1959) [ISBN: 9781483225630].
B.E. Poling, J.M. Prausnitz, J.P. O'Connell. The Properties of Gases and Liquids (McGraw-Hill, 2001) [ISBN: 9780070116825].
G. Miliauskas, V. Garmus. The peculiarities of hot liquid droplets heating and evaporation. Int. J. of Heat Mass Transf. 52, 3726 (2009).
https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.03.001
R.B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot. Transport Phenomena (Wiley International, 2002) [ISBN: 0471410772].
S.W. Churchill. Free Convection around Immersed Bodies Heat Exchanger Design Handbook (Hemisphere Publishing, 1983).
W.A Sirignano. Fluids Dynamics and Transport of Droplet and Sprays (Cambridge University Press, 2010) [ISBN:
https://doi.org/10.1017/CBO9780511806728
.
N. Fukuta, L.A. Walter. Kinetics of hydrometeor growth from vapor-spherical model. J. Atmos. Sci. 27, 1160 (1970).
https://doi.org/10.1175/1520-0469(1970)027<1160:KOHGFA>2.0.CO;2
W. Acree. Thermodynamic Properties of Nonelectrolyte Solutions (Elsevier Science, 1984) [ISBN: 9780124121591].
H.M. Verbins'ka, A.V. Brytan, V.L. Karbovs'kyi, T.V. Kleshchonok. Evaporation of water and nitrobenzene droplets under the action of ultraviolet irradiation. Fiz. Aerodysp. Syst. 47, 49 (2020) (in Ukrainian).
H.M. Verbins'ka, A.V. Brytan, V.L. Karbovs'kyi, T.V. Kleshchonok Evaporation of alcohols and binary alcohol solutions in the diffusive regime. Fiz. Aerodysp. Syst. 56, 71 (2019) (in Ukrainian).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
