Inestabilidad de onda larga tridimensional de una película de evaporación/condensación
Autores: Jiang, Weiyang; Huang, Ruiqi; Yang, Qiang; Ding, Zijing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Inestabilidad de onda larga tridimensional de una película de evaporación/condensación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Película tridimensional
Evaporación/condensación
Condición de frontera de cambio de fase
Inestabilidad
Retroceso del vapor
Presión efectiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo explora la estabilidad y dinámica de una película tridimensional que se evapora/condensa mientras cae por una pendiente calentada/enfriada. En lugar de utilizar la relación de Hertz-Knudsen-Langmuir, se emplea una condición de frontera de cambio de fase más completa. Se deriva una ecuación diferencial no lineal basada en la ecuación tipo Benny, que tiene en cuenta la gravedad, el transporte de energía, el retroceso del vapor, la presión efectiva y la evaporación. Se estudia el impacto de la presión efectiva y el retroceso del vapor en la inestabilidad utilizando un análisis de estabilidad lineal. Los resultados muestran que las perturbaciones en la dirección del ancho pueden amplificar los efectos desestabilizadores del retroceso del vapor, lo que lleva a la inestabilidad. El transporte de energía a lo largo de la interfaz tiene casi ningún efecto en la estabilidad del sistema, pero sí influye en la velocidad de onda lineal. La evolución no lineal demuestra que, en contraste con el efecto del retroceso del vapor, la presión efectiva puede mejorar la estabilidad y retrasar la ruptura de la película. La solución autosimilar demuestra que el grosor mínimo de la película disminuye como (tr-t)1/2 y (tr-t)1/3 bajo la dominancia de la evaporación y el retroceso del vapor, respectivamente.
Descripción
Este artículo explora la estabilidad y dinámica de una película tridimensional que se evapora/condensa mientras cae por una pendiente calentada/enfriada. En lugar de utilizar la relación de Hertz-Knudsen-Langmuir, se emplea una condición de frontera de cambio de fase más completa. Se deriva una ecuación diferencial no lineal basada en la ecuación tipo Benny, que tiene en cuenta la gravedad, el transporte de energía, el retroceso del vapor, la presión efectiva y la evaporación. Se estudia el impacto de la presión efectiva y el retroceso del vapor en la inestabilidad utilizando un análisis de estabilidad lineal. Los resultados muestran que las perturbaciones en la dirección del ancho pueden amplificar los efectos desestabilizadores del retroceso del vapor, lo que lleva a la inestabilidad. El transporte de energía a lo largo de la interfaz tiene casi ningún efecto en la estabilidad del sistema, pero sí influye en la velocidad de onda lineal. La evolución no lineal demuestra que, en contraste con el efecto del retroceso del vapor, la presión efectiva puede mejorar la estabilidad y retrasar la ruptura de la película. La solución autosimilar demuestra que el grosor mínimo de la película disminuye como (tr-t)1/2 y (tr-t)1/3 bajo la dominancia de la evaporación y el retroceso del vapor, respectivamente.