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同种流体蒸气中漂浮液滴的动力学

流体动力学 2022-04-05 v4 软凝聚态物质

摘要

被同种流体蒸气或蒸气与空气包围的液滴的蒸发通常归因于蒸气扩散——然而前者并不适用,因为纯流体不会扩散。本文提出了一种适用于两种情形的附加机制。研究表明,液滴与蒸气在压力和化学势上的差异会引发流动。其方向取决于蒸气密度和液滴尺寸。在欠饱和或饱和蒸气中,所有液滴均蒸发——但在过饱和(但热力学稳定)蒸气中,存在一个临界半径:较小的液滴蒸发,较大的液滴充当凝结核并生长。所建立的模型用于估算饱和蒸气中漂浮液滴的蒸发时间。研究表明,若气液密度比很小,蒸发通量也很小——因此,温度低于 70C70^{\circ}\mathrm{C} 的毫米级水滴可存活数天。然而,若温度接近(但不必非常接近)其临界值,此类液滴在数分钟内蒸发。反之,在三重点与临界点之间的所有温度下,微米级液滴均在数秒内蒸发。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.01459,
  title  = {Dynamics of a drop floating in vapor of the same fluid},
  author = {E. S. Benilov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.01459},
  year   = {2022}
}