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湍流浮力射流中通过溶剂交换的微小液滴成核

流体动力学 2022-06-07 v3

摘要

溶剂交换是一种涉及良溶剂(溶有溶质)与不良溶剂混合的过程。该过程产生局部过饱和,从而导致微小溶质液滴的成核。此类三元系统在宏观尺度上的湍流 regime 尚未被探索。我们通过将乙醇和反式茴香脑(trans-anethole)的混合物注入水中,形成向上的湍流浮力射流,实验研究溶剂交换过程。在局部,湍流夹带后湍流混合导致反式茴香脑过饱和。我们使用光衰减技术光学测量成核液滴的浓度,发现径向浓度分布为亚高斯型。与基于夹带的模型相反,过饱和的空间演化揭示了沿射流下游和径向持续的液滴成核,我们将其归因于射流有限混合能力。尽管我们远未达成完全定量理解,本工作将溶剂交换的知识扩展至湍流 regime,并引入一种新型流动,拓宽了具有相变的多组分多相湍流射流的研究范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.06210,
  title  = {Micro-droplet nucleation through solvent exchange in a turbulent buoyant jet},
  author = {You-An Lee and Chao Sun and Sander G. Huisman and Detlef Lohse},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.06210},
  year   = {2022}
}

备注

With a new appendix to document the latest experimental interpretation. Accepted manuscript by Journal of Fluid Mechanics