通过铁磁流体与电流体动力学竞争调控液滴蒸发速率
流体动力学
2020-06-02 v1 应用物理
摘要
对微流控液滴蒸发动力学的修正与控制，在若干科学和技术应用中可能具有重要的实用意义。本文报道了在内部电流体动力学与铁磁流体动力学平流竞争影响下，对悬垂液滴蒸发动力学的控制。我们开展了实验与理论研究，并确立了利用正交电场与磁场对导电且顺磁流体液滴蒸发动力学的改变。对观测结果的分析表明，电场相较于磁场具有主导性影响。磁场被注意到可加速蒸发速率，而电场则被观察到减缓蒸发。无论是蒸气扩散主导的动力学，还是场诱导改性的表面张力，均无法解释所观测到的蒸发行为。液滴内的速度测量显示出被大幅改性的内部铁磁与电流体动力学平流，这被认为是改性蒸发速率机制的关键。我们提出了一种数学处理方法，考虑了主导的哈特曼数、电流体动力学数、相互作用数、热与溶质马兰戈尼数，以及电与磁普朗特数和施密特数所起的作用。观察到电磁相互作用数对热与溶质马兰戈尼数的改变，在改变平流动力学方面起主导作用。该模型能够准确预测内部平流速度。这些发现可能在微流体动力学传输范式中对蒸发动力学的智能控制与调节具有重要前景。
引用
@article{arxiv.2006.00750,
title = {Control and modulation of droplet vaporization rates via competing ferro- and electro-hydrodynamics},
author = {Purbarun Dhar and Vivek Jaiswal and Hanumant Chate and Lakshmi Sirisha Maganti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00750},
year = {2020}
}