蒸发中的纯液滴、二元液滴和三元液滴：热效应与轴对称性破缺
流体动力学
2017-06-22 v1
摘要
希腊开胃酒乌佐（Ouzo）不仅以其独特的茴香味闻名，还因其在加水时能从透明的可混溶液体转变为乳白色乳液的能力而著称。最近，研究表明这种所谓的乌佐效应，即油微滴的自发乳化，也可以由蒸发中的固着乌佐液滴内乙醇的优先蒸发触发，导致一个包含多重相变的极其丰富的干燥过程[H. Tan et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113(31) (2016) 8642]。由于接触线附近蒸发增强，油滴的成核始于边缘，从而形成一个环绕液滴的油环。此外，油滴通过快速的溶质马兰戈尼流（solutal Marangoni flow）在乌佐液滴内被平流输送。在本文中，我们通过将混合物复杂性从纯水逐步增加到二元水-乙醇混合物再到三元乌佐混合物（水、乙醇和茴香油），更详细地研究了混合液滴的蒸发。特别是，对这些液滴进行了轴对称和全三维有限元方法模拟，以讨论热效应以及由优先蒸发、蒸发冷却以及溶质和热马兰戈尼流相互作用驱动的液滴内复杂流动。通过使用图像分析技术和微粒子图像测速（micro-PIV）测量，我们能够将数值预测的体积演化和速度场与实验数据进行比较。此外，通过共聚焦显微镜对乌佐液滴进行了研究。结果表明，油环主要是由于聚并（coalescence）而形成的。
引用
@article{arxiv.1706.06874,
title = {Evaporating pure, binary and ternary droplets: thermal effects and axial symmetry breaking},
author = {Christian Diddens and Huanshu Tan and Pengyu Lv and Michel Versluis and J. G. M. Kuerten and Xuehua Zhang and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06874},
year = {2017}
}