疏水界面上的NaCl液滴蒸发过程内环流调控机制研究

作     者：李正涛 袁志杰 贺高红 姜晓滨 LI Zhengtao;YUAN Zhijie;HE Gaohong;JIANG Xiaobin

作者机构：大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁省石化行业高效节能分离技术工程实验室辽宁大连116024 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFC2901300,2019YFE0119200) 国家自然科学基金项目(21978037) 中央引导地方科技发展专项资金项目(2023JH6/100100004) 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2023年第74卷第5期

页      码：1904-1913,F0001页

摘      要：盐水微液滴蒸发结晶在海水淡化、晶体制备、药物预混合和颗粒筛选中具有非常重要的作用。通过计算流体动力学模型,对不同疏水界面传热系数和不同直径疏水平台上的NaCl盐水液滴蒸发过程开展模拟研究,主要通过模拟预测了液滴内流体在温度和浓度差作用下的环流演变机制。模拟结果通过光学可视化和红外热成像仪进行了验证。结果表明,常温蒸发下,NaCl液滴内部的环流主要由Rayleigh对流和溶质Marangoni效应主导。不同的固液界面传热系数会影响液滴的升温速率和温度分布,当温差大于一定值时,热Marangoni效应可以主导液滴内部环流。基于Rayleigh数和Marangoni数的调控区间制得了流场演变相图,有效地预测液滴内部的环流状态。盐水液滴内环流方向和持续时间可以通过调整热Marangoni效应来控制,从而影响最终蒸发结晶的晶体形貌和沉积分布。这项工作可以为蒸发界面设计、蒸发结晶的过程控制等提供理论依据。

主 题 词：盐水液滴蒸发 Rayleigh对流 Marangoni对流 界面张力 计算流体力学 数值分析 

学科分类：081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 081701[081701] 

核心收录：

D　O　I：10.11949/0438-1157.20230340

馆 藏 号：203122448...