La Estabilidad Lineal de una Película Líquida con Velocidad de Gas Oscilatoria
Autores: Deng, Xiangdong; Shi, Baolu; Tang, Yong; Wang, Ningfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La Estabilidad Lineal de una Película Líquida con Velocidad de Gas Oscilatoria
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Película líquida
Flujo de gas
Oscilaciones acústicas
Flujo de calor
Transferencia de masa
Inestabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El presente estudio investigó teóricamente la inestabilidad lineal de una película líquida cortada por el flujo de gas bajo oscilaciones acústicas. En este trabajo, las oscilaciones de velocidad del gas se utilizan para caracterizar aproximadamente las oscilaciones acústicas, y la relación del flujo de calor por conducción con el flujo de calor por evaporación se utiliza para caracterizar la transferencia de calor y masa. Considerando el impacto mucho más fuerte de la convección de calor que de la conducción de calor en casos prácticos, se introduce un factor de corrección para satisfacer la relación de flujo de calor dentro de un rango razonable. Debido a la velocidad oscilatoria del gas, aparecen varias regiones inestables, que involucran la región KHI y la región de inestabilidad paramétrica (PI). El impacto de las oscilaciones de velocidad en el KHI está relacionado con la frecuencia de forzado. Aumentar la amplitud de la velocidad oscilatoria promueve el KHI cuando la frecuencia de forzado es alta, mientras que el KHI se ve restringido con el aumento de la amplitud de la velocidad oscilatoria cuando la frecuencia de forzado es baja. Dado que la disipación viscosa se ve aumentada cuando la frecuencia de oscilaciones de forzado aumenta, la PI se suprime. Además, cuando la tensión superficial disminuye, la inestabilidad interfacial también se promueve. Aumentar la relación de densidad gas-líquido puede desestabilizar la superficie. Sin embargo, el impacto de la transferencia de calor y masa en la inestabilidad interfacial es despreciable ya que la relación de densidad gas-líquido es grande. Además, la transferencia de calor y masa tiene un impacto promotor en la PI y el KHI, mientras que su efecto desestabilizador en la indentación entre regiones inestables es mayor. Es significativo notar que la ubicación de la tasa de crecimiento máxima estaría en la región más inestable.
Descripción
El presente estudio investigó teóricamente la inestabilidad lineal de una película líquida cortada por el flujo de gas bajo oscilaciones acústicas. En este trabajo, las oscilaciones de velocidad del gas se utilizan para caracterizar aproximadamente las oscilaciones acústicas, y la relación del flujo de calor por conducción con el flujo de calor por evaporación se utiliza para caracterizar la transferencia de calor y masa. Considerando el impacto mucho más fuerte de la convección de calor que de la conducción de calor en casos prácticos, se introduce un factor de corrección para satisfacer la relación de flujo de calor dentro de un rango razonable. Debido a la velocidad oscilatoria del gas, aparecen varias regiones inestables, que involucran la región KHI y la región de inestabilidad paramétrica (PI). El impacto de las oscilaciones de velocidad en el KHI está relacionado con la frecuencia de forzado. Aumentar la amplitud de la velocidad oscilatoria promueve el KHI cuando la frecuencia de forzado es alta, mientras que el KHI se ve restringido con el aumento de la amplitud de la velocidad oscilatoria cuando la frecuencia de forzado es baja. Dado que la disipación viscosa se ve aumentada cuando la frecuencia de oscilaciones de forzado aumenta, la PI se suprime. Además, cuando la tensión superficial disminuye, la inestabilidad interfacial también se promueve. Aumentar la relación de densidad gas-líquido puede desestabilizar la superficie. Sin embargo, el impacto de la transferencia de calor y masa en la inestabilidad interfacial es despreciable ya que la relación de densidad gas-líquido es grande. Además, la transferencia de calor y masa tiene un impacto promotor en la PI y el KHI, mientras que su efecto desestabilizador en la indentación entre regiones inestables es mayor. Es significativo notar que la ubicación de la tasa de crecimiento máxima estaría en la región más inestable.