由表面倾角调控的非对称 sessile 液滴蒸发
流体动力学
2020-12-02 v1 软凝聚态物质
摘要
本文报道了倾斜基底上的液滴蒸发动力学。对不同基底倾角、润湿性和温度下的液滴蒸发行为进行了全面的实验与理论分析。具有基底倾角的sessile液滴呈现畸变形状，并以不同于相同水平基底上液滴的速率蒸发，其特征为蒸发模态更频繁的转换。滑粘与跳粘模态在蒸发过程中显著。对于倾斜基底上的液滴，蒸发通量亦呈非对称，并由初始接触角差异所主导。由于后接触线处接触角较小，该区域为较高蒸发通量区。粒子图像测速显示倾斜液滴内环流速度增大。蒸发通量的非对称性导致更高温度梯度，最终增强了液滴后部蒸发通量最高处的热马兰戈尼环流。采用一模型预测热马兰戈尼平流速度，获得了良好吻合。倾角与外加热条件相互耦合，导致较水平加热表面液滴变形的蒸发动力学。即便接触线（TL）的微弱移动也通过使液滴形状由理想椭圆变为近球冠而显著改变蒸发动力学，最终降低蒸发通量。通过修正现有非加热基底模型以考虑形状非对称性，对液滴寿命进行了建模。本发现可能对微尺度热流体动力学有重要意义。
引用
@article{arxiv.2006.00771,
title = {Surface declination governed asymmetric sessile droplet evaporation},
author = {Purbarun Dhar and Raghavendra Kumar Dwivedi and A R Harikrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00771},
year = {2020}
}