含有可凝蒸气和颗粒的边界层中表面沉积理论
其他凝聚态物理
2009-07-22 v1
摘要
考虑在冷壁附近的驻点边界层流动中，载气与蒸气混合物的非均匀凝结，同时存在远大于蒸气分子平均自由程的固体颗粒。过饱和蒸气通过扩散在颗粒上凝结，颗粒和液滴在热泳作用下被吸引到壁面。假设汽化热远大于远离壁面处的玻尔兹曼常数乘以温度，蒸气凝结发生在一个“凝结层”（CL）内。CL的宽度和特性取决于问题参数，其中参数R表示固体颗粒对蒸气的清除速率尤为重要。假设CL非常窄，以至于其内部的温度、颗粒密度和速度没有显著变化，我们得到了一种渐近理论，即δ-CL理论，该理论在壁温T̃_w和清除参数R的广泛范围内，能很好地近似蒸气和液滴的分布、露点偏移以及壁面沉积速率。当T̃_w非常接近产生非零液滴沉积速率的最大温度T̃_w,M时，该理论失效。对于大的R，我们可以假设CL的宽度为零（0-CL理论，此时蒸气密度在进入露点表面后立即与凝结物达到局部平衡），或者使用非线性多尺度理论。0-CL理论修正了δ-CL理论在T̃_w非常接近T̃_w,M且任意R下的结果，而多尺度理论适用于大和中等大小的R。
引用
@article{arxiv.0903.1403,
title = {Theory of surface deposition from boundary layers containing condensable vapour and particles},
author = {J. C. Neu and A. Carpio and L. L. Bonilla},
journal= {arXiv preprint arXiv:0903.1403},
year = {2009}
}
备注
47 pages, 10 figures, to appear in J. Fluid Mech