Особенности термофоретического движения крупной испаряющейся капли в бинарной газовой смеси при малых относительных перепадах температуры

Николай Владимирович  Малай; Павел Витальевич  Сохань

doi:10.52575/2687-0959-2026-58-2-206-212

Авторы

Николай Владимирович Малай Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Павел Витальевич Сохань Белгородский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0959-2026-58-2-206-212

Ключевые слова:

термофорез испаряющихся капель, движение капель в поле градиента температуры

Аннотация

В квазистационарном приближении при малых числах Стокса, тепловом и диффузионном числах Пекле рассматривается влияние тепло- и массопереноса на термофорез крупной испаряющейся сферической капли в бинарной газовой смеси. Линеаризованная по скорости система уравнений Навье – Стокса, описывающая поля скорости и давления вне и внутри испаряющейся капли, конвективное уравнение теплопереноса и уравнение диффузии решались методом теории возмущения. В качестве малого параметра использовался относительный перепад температуры на размере частицы. Получены аналитические выражения для силы и скорости термофореза при малых относительных перепадах температуры в ее окрестности и проведены качественные оценки влияния тепло- и массообмена на скорость термофореза крупных испаряющихся капель.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Николай Владимирович Малай, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики, г. Белгород, Россия
E-mail: malay@bsuedu.ru
ORCID: 0000-0003-3400-5371

Павел Витальевич Сохань, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Аспирант кафедры теоретической и экспериментальной физики, г. Белгород, Россия
E-mail: sokhanp95@gmail.com
ORCID: https://orcid.org/0009-0002-5152-240X

Библиографические ссылки

Список литературы

Berger C., Harvath H., Scindler W. The deposition of so or particles from hot gas streams through pipes. Journal of Aerosol Science. 1995;26:211–218.

Selim A., Hossain M.A. and Rees D.A.S. The effect of surface mass transfer on mixed convection flow past a heated vertical flat permeable plate with thermophoresis. International Journal of Thermal Sciences. 2003;42:973–982.

Бубенчиков А.М., Потекаев А.И., Бубенчиков М.А. Термофорез ультрамелких и наноразмерных частиц. Известия вузов. Физика. 2013;56(7):59–61.

Reineck P, Wienken CJ, Braun D Thermophoresis of single stranded DNA. Известия вузов. Физика. 2010;31(1):279–286.

Jerabek-Willemsen M, Andre T, Wanner A, Roth HM, Duhr S, Baaske P, Breitsprecher D. MicroScale Thermophoresis: Interaction analysis and beyond. Journal of Molecular Structure. 2014;107:101–113.

Галоян В.С, Яламов Ю.И. Динамика капель в неоднородных вязких средах. Ереван: Луйс; 1985. 207 с.

Щукин Е.Р., Малай Н.В. Фотофоретическое и термодиффузиофоретическое движение нагретых нелетучих аэрозольных частиц. Инженерно-физический журнал. 1988;54(4):628–634.

Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир; 1986. 660 с.

Щукин Е. Р., Яламов Ю. И., Шулиманова З. Л. Избранные вопросы физики аэрозолей. М.: МПУ; 1992. 297 с.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: Физматлит; 2003. 731 с.

Хаппель Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М.: Мир; 1976. 630 с.

Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука; 1972. 735 с.

Поддоскин А.Б., Юшканов А.А., Яламов Ю.И. 1980. К вопросу о термофорезе умеренно крупных аэрозольных частиц. Журнал технической физики. 1980;50(1):158–160.

Яламов Ю.И., Поддоскин А.Б., Юшканов А.А. 1980. О граничных условиях при обтекании неоднородно нагретым газом сферической поверхности малой кривизны. ДАН СССР. 1980;254(2):1047–1050.

Найфэ А. Введение в методы возмущения. М.: Мир; 1984. 525 с.

Малай Н.В., Щукин Е.Р., Стукалов А.А., Рязанов К.С. Гравитационное движение равномерно нагретой твердой частицы в газообразной среде. Прикладная механика и техническая физика. 1980;1:74–80.

Малай Н.В., Лиманская А.В., Щукин Е.Р. Термофоретическое движение нагретых крупных аэрозольных частиц сферической формы. Прикладная механика и техническая физика. 2016;57(2):164–171.

References

Berger C., Harvath H., Scindler W. The deposition of so or particles from hot gas streams through pipes. Journal of Aerosol Science. 1995;26:211–218.

Selim A., Hossain M.A. and Rees D.A.S. The effect of surface mass transfer on mixed convection flow past a heated vertical flat permeable plate with thermophoresis. International Journal of Thermal Sciences. 2003;42:973–982.

Bubenchikov A.M., Potekaev A.I., Bubenchikov M.A. Thermophoresis of ultrafine and nanoscale particles. Izvestiya vuzov. Physics. 2013;56(7):59–61.

Reineck P, Wienken CJ, Braun D Thermophoresis of single stranded DNA. Izvestiya vuzov. Physics. 2010;31(1):279–286.

Jerabek-Willemsen M, Andre T, Wanner A, Roth HM, Duhr S, Baaske P, Breitsprecher D. MicroScale Thermophoresis: Interaction analysis and beyond.Journal of Molecular Structure. 2014;107:101–113.

Galoyan V.S., Yalamov Yu.I. Dynamics of droplets in inhomogeneous viscous media. Yerevan: Luys; 1985. 207 p. (In Russ.)

Shchukin E.R., Malai N.V. Photophoretic and thermodiffusiophoretic motion of heated non-volatile aerosol particles. Engineering and Physics Journal. 1988;54(4):628–634.

Boren K., Hafman D. Absorption and scattering of light by small particles. Moscow: Mir; 1986. 660 p. (In Russ.)

Shchukin E. R., Yalamov Yu. I., Shulimanova Z. L. Selected issues of aerosol physics. Moscow: MPU; 1992. 297 p. (In Russ.)

Landau L.D., Lifshits E.M. Theoretical physics. Vol. VI. Hydrodynamics. Moscow: Fizmatlit; 2003. 731 p. (In Russ.)

Happel J., Brenner G. Hydrodynamics at small Reynolds numbers. Moscow: Mir; 1976. 630 p. (In Russ.)

Tikhonov A.N., Samarskiy A.A. Equations of mathematical physics. Moscow: Nauka; 1972. 735 p. (In Russ.)

Poddoskin A.B., Yushkanov A.A., Yalamov Yu.I. 1980. On the issue of thermophoresis of moderately large aerosol particles. Journal of Technical Physics. 1980;50(1):158–160.

Yalamov Yu.I., Poddoskin A.B., Yushkanov A.A. 1980. On boundary conditions during the flow of an inhomogeneously heated gas around a spherical surface of low curvature. Reports of the USSR Academy of Sciences. 1980;254(2):1047–1050.

Naife A. Introduction to perturbation methods. Moscow: Mir; 1984. 525 p. (In Russ.)

Malai N.V., Shchukin E.R., Stukalov A.A., Ryazanov K.S. Gravitational motion of a uniformly heated solid particle in a gaseous medium. Applied mechanics and technical physics. 1980;1:74–80.

Malai N.V., Limanskaya A.V., Shchukin E.R. Thermophoretic motion of heated large spherical aerosol particles. Applied mechanics and technical physics. 2016;57(2):164–171.