微柱蒸发中毛细流与马兰戈尼流的相互作用
流体动力学
2022-03-24 v2 应用物理
摘要
微柱蒸发器的蒸发是一个由多种界面现象主导的问题，例如毛细作用诱导的液体流动、在接触线附近增强的薄膜蒸发，以及热毛细作用诱导的马兰戈尼流。然而，以往研究由于缺少单元尺度与器件尺度建模之间的耦合，未能评估马兰戈尼流的影响。在本工作中，我们通过在单元与器件尺度上耦合液体流动与液固域中的能量传递，建立了微柱蒸发器蒸发的综合模型。该模型经以往实验成功验证。当马兰戈尼数足够高时，模型识别出蒸发器温度的急剧下降，这归因于热毛细对流在液-汽界面下方形成环流，从而导致界面上周期性反向表面流的形成。若在模型中关闭热毛细作用，则无法识别该温度下降，且模型预测与实验测量显著偏离。因此，本研究揭示了微柱蒸发器水蒸发中马兰戈尼流此前未被探索的作用。
引用
@article{arxiv.2202.05537,
title = {Interplay of capillary and Marangoni flows in micropillar evaporation},
author = {Goksel Yuncu and Yigit Akkus and Zafer Dursunkaya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.05537},
year = {2022}
}