场激励下顺磁悬滴中磁流体动力学与磁溶质输运介导的蒸发动力学
流体动力学
2018-08-08 v1 应用物理
摘要
悬滴的蒸发动力学除具有丰富的流体与热输运物理外，在若干应用中也极为重要。本文通过实验与解析深入揭示了存在磁场激励时顺磁悬滴增强的蒸发动力学。文献表明，溶质平流与溶质马兰戈尼效应导致含离子包埋液滴蒸发的增强。本文的核心在于借助磁场调控热溶质平流，并理解此种复杂多物理场相互作用下的蒸发过程动力学。实验观测揭示，蒸发速率随溶剂化磁性元素离子的磁矩直接增大而增强，从而指向磁泳与磁溶质平流。此外，PIV 流场可视化表明，液滴内部平流电流在幅度上被磁场增强、在取向上被扭曲。基于磁热与磁溶质平流效应，通过对物种与能量守恒方程进行尺度分析，提出了一种数学形式体系。该形式体系考虑了所有主要控制因素，如磁热与磁溶质马兰戈尼数、磁普朗特数与磁施密特数以及哈特曼数。建模确立磁溶质平流分量在增强蒸发动力学中为支配因素。由所提模型获得了实验内部环流速度的准确验证。本研究揭示了顺磁液滴中磁热溶质流体动力学的丰富见解。
引用
@article{arxiv.1806.05627,
title = {Magnetohydrodynamics and magneto-solutal transport mediated evaporation dynamics in paramagnetic pendent droplets under field stimulus},
author = {Vivek Jaiswal and Raghvendra Kumar Dwivedi and A R Harikrishnan and Purbarun Dhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.05627},
year = {2018}
}