The Effect of Heat Transfer and Mass Transfer on the Photophoresis of a Large High-Viscosity Droplet in a Binary Gas Mixture
DOI:
https://doi.org/10.52575/2687-0959-2023-55-2-176-182Keywords:
Photophoresis of Evaporating Droplets, the Movement of Droplets in the Field of Electromagnetic RadiationAbstract
The effect of heat and mass transfer on the photophoretic motion of a large highly viscous spherical droplet in a binary gas mixture with small relative temperature differences in its vicinity is considered in the quasi-stationary Stokes approximation at small Pecle numbers. Convective heat and mass transfer equations were resolved by the method of asymptotic expansion. Analytical expressions were obtained and numerical estimates of the effect of heat and mass transfer on the photophoresis rate of large high-viscosity droplets were carried out.
Downloads
References
Береснев С. А., Ковалев Ф. Д., Кочнева Л. Б., Рунков В. А., Суетин П. Е., Черемисин А. А. 2003. О возможности фотофоретической левитации частиц в стратосфере. Оптика атмосферы и океана, 16(1): 52-57.
Бретшнайдер С. 1966. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы расчета. М., Мир. 534.
Борен К., Хафмен Д. 1986. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М., Мир. 660.
Варгафтик Н. Б. 1972. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Наука. 720.
Галоян В. С., Яламов Ю. И. 1985. Динамика капель в неоднородных вязких средах. Ереван, Луйс. 207.
Дьяконов С. Н., Котлярова Л. В., Яламов Ю. И. 2002. Влияние летучести на термофоретическое движение высоковязкой сферы в бинарной газовой смеси с учетом термодиффузионных и стефановских эффектов. Журнал технической физики, 72(3): 24-30.
Камке Э. 2003. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М., Лань. 576.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. 2003. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М., Физматлит. 731.
Найфэ А. 1984. Введение в методы возмущения. М., Мир. 525.
Поддоскин А. Б., Юшканов А. А., Яламов Ю. И. 1980. К вопросу о термофорезе умеренно крупных аэрозольных частиц. Журнал технической физики, 50(1). 158-160.
Тихонов А. Н., Самарский А. А. 1972. Уравнения математической физики. М., Наука. 735.
Хаппель Дж., Бреннер Г. 1976. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М., Мир.630.
Яламов Ю. И., Поддоскин А. Б., Юшканов А. А. 1980. О граничных условиях при обтекании неоднородно нагретым газом сферической поверхности малой кривизны. ДАН СССР, 254(2). 1047-1050.
Acrivos A., Taylor T. 1962. Heat and Mass Transfer from Single Spheres in Stokes Flow. Phys. Fluid, 5(4): 387-394; https://doi.org/10.1063/1.1706630.
Cheremisin A. A., Kushnarenko A. V. 2013. Photophoretic interaction of aerosol particles and its effect on coagulation in rarefied gas medium. J. of Aerosol Science, 62: 26-39.
Gong Z., Pan Y-L and Wang C. 2016. Optical configurations for photophoretic trap of single particles in air. Rev. Sci. Instrum. 87, 103104; https://doi.org/10.1063/1.4963842
Liu F., Zhang Z., Wei Y., Zhang Q., Cheng T., Wu X. 2014. Photophoretic trapping of multiple particles in tapered-ring optical field. Opt. Express, 22(19):23716-23. doi: 10.1364/OE.22.023716.
Malai N. V., Efimtseva D. N., Shchukin E. R. 2022. Convective heat transfer between a moving solid spherical particle and a viscous gas. Differential Equations, 58(2): 195-206: DOI: 10.1134/S0012266122020069.
Malai N. V., Shchukin E. R. 2019. Photo- and thermophoresis of heat medium-size spherical aerosol particle. Technical Physics, 64(4): 458-464: DOI: 10.1134/S1063784219040169.
Malai N. V., Limanskaya A. V., Shchukin E.R., Stukalov A.A. 2012. Photophoresis of heat large spherical aerosol particle. Technical Physics, 57(10): 1364-1371.
Pereira D. J. S. and Panao M. R. O. 2022. Photophoresis of spherical particles in slip-flow regime. Phys. Fluids, 34. 103307; https://doi.org/10/1063/5.0103646
Abstract views: 86
##submission.share##
Published
How to Cite
Issue
Section
Copyright (c) 2023 Applied Mathematics & Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
