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yelanghaiyun新蟲 (小有名氣)
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[求助]
關(guān)于蒸發(fā)速率的問題 已有1人參與
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| 現(xiàn)在有一個問題，一個直徑幾百微米的液滴滴在二百度的不銹鋼基體上，該液滴含有體積比10%的納米顆粒，隨后溶劑（水或者酒精）會馬上會發(fā)，納米顆粒留在基體上。問題：如何求出溶劑的揮發(fā)時間，精確到數(shù)量級級別就可以了，有相關(guān)的計算公式嗎？如何計算？或者有相關(guān)關(guān)于這種問題的文獻(xiàn)，書籍嗎？ |
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我比較關(guān)心常溫常壓下的蒸發(fā)過程。樓主的題目涉及沸騰過程。就比較復(fù)雜了。 不過，我猜想，按照氣態(tài)方程和沸騰溫度就可以直接求得一個理想的蒸發(fā)速度（速率）來。然后通過液滴的質(zhì)量推算出液滴的蒸發(fā)速度。130度的基體，（比200度低了不少，）估計就是毫秒級的干燥速度了。 至于基體是否能提供足夠的熱量，對于液滴來說，一次性的液滴，應(yīng)該沒有這個問題，必須是連續(xù)的液流才有這樣的問題。 不用想，就這基體肯定是不能連續(xù)提供這足夠的能量的。液體的比熱和氣化熱，比金屬的比熱和導(dǎo)熱（能力？）大了5百到7百倍，你需要以一比幾百的速率隨時更換新的高溫的基體，才能保證基體的溫度不變。例如把基體做成薄壁空心的球，內(nèi)部用高速流動的130度的金屬液體或油來提供恒溫，（這個方法我以前試過，但是溫度沒有130度那么高，所以我是用加熱過的機油的）靠等離子焰流這點熱量是遠(yuǎn)不夠的。 不知道樓主是搞作業(yè)還是搞項目。 |
4樓2015-08-03 20:45:50
2樓2015-08-01 13:12:42
yelanghaiyun
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我這個問題源于這樣一個現(xiàn)實問題： 在等離子焰流中注入液滴后，最終會在不銹鋼基體上形成納米扁平離子堆，通過納米堆尺寸和固體體積比反推出液滴的大小，然后計算這么大的液滴在基體上會在多長時間內(nèi)蒸發(fā)完。 前面表述有誤，為了獲得最大的蒸發(fā)速率，假定不銹鋼基體溫度為130℃，水膜的溫度固定為100℃，初步根據(jù)相關(guān)尺寸，由Rohsenow（羅森納）公式可獲得液滴的蒸發(fā)時間為5ms級。 與此同時，我還想知道這么短的時間內(nèi)蒸發(fā)需要獲得熱量基體能否提供？這時候需要建立基體和液滴的整體模型，進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)傳熱分析，但模型的而建立困難重重，目前還沒有找到相關(guān)的關(guān)于基體表面蒸發(fā)的傳熱分析的例題... |
3樓2015-08-03 15:32:01
yelanghaiyun
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您好。 我是做實驗過程中遇到了這個問題。發(fā)現(xiàn)，在ms級的時間間隔內(nèi)，液滴似乎并不能完全蒸發(fā)，導(dǎo)致沉積效率較低。因此，想從理論計算方面進(jìn)行考慮，找到問題所在，或者更換比熱更小的液體。 您提到的“液體的比熱和氣化熱，比金屬的比熱和導(dǎo)熱（能力？）大了5百到7百倍”，說的是？ 比如：100℃水的比熱為4217J/（kg.K），熱導(dǎo)率為0.68W/（m.K），不銹鋼的比熱為500J/（kg.K），熱導(dǎo)率為17W/（m.K）。您指的“5百到7百倍”是說？ 您提到的“至于基體是否能提供足夠的熱量，對于液滴來說，一次性的液滴，應(yīng)該沒有這個問題，必須是連續(xù)的液流才有這樣的問題。” 由于液滴是霧化過的，且同一點同一時刻也就噴了幾個液滴而已，因此假定不存在連續(xù)流問題，暫將模型簡化為一個液滴碰撞基體的過程。在這個過程中，我約定了時間條件，比如，5ms，要求液滴在5ms內(nèi)蒸發(fā)完，在這個過程中基體要保證供熱能力，下一個時間點會有第二個液滴打過來。這里并不是無限長時間，如果時間足夠長，基體必然能夠保證供熱能力，這個問題就沒有意義了。 所以，現(xiàn)在就需要計算，保證5ms內(nèi)供熱，基體需要多厚？基體的溫降是怎樣的？... |
5樓2015-08-04 16:49:02
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