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流体模型及其应用领域介绍

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:派生的起点是液滴的Navier-Stokes方程。如果假设一个不可压缩液体的液滴,流体动力学方程可以写成连续性方程:·u=0 (7.2)式中,u代表流体速度;ρ和η代表质量密度和流体动力学黏度;p代表压力;g表示重力加速度,方向为Z负方向。如果液体在垂直方向的标准速度等于在液滴表面的平均蒸发速度ve,av,那么典型的水平速度的值等于:如果液滴的半径大于它的高度,所求的速度大于标准的垂直速度。

流体模型及其应用领域介绍

在本节的其余部分,首先得到合适的液滴及干燥过程中溶质的浓度的控制方程,这对于微米大小水滴是适用的。派生的起点是液滴的Navier-Stokes方程。如果假设一个不可压缩液体的液滴,流体动力学方程可以写成

连续性方程:

978-7-111-51584-5-Chapter07-2.jpg·u=0 (7.2)

式中,u代表流体速度;ρη代表质量密度和流体动力学黏度;p代表压力g表示重力加速度,方向为Z负方向。

不同数量级的式(7.1)和式(7.2)可以通过引入特征值来评估液滴水平方向的大小R和垂直方向液滴的大小H。合适的液滴半径和高度在最初的传播阶段之后确定。如果液体在垂直方向的标准速度等于在液滴表面的平均蒸发速度veav,那么典型的水平速度的值等于:

如果液滴的半径大于它的高度,所求的速度大于标准的垂直速度。因此用V标定水平速度分量,用ve,av来标定垂直速度分量。最合适的时间表是R/V。(www.xing528.com)

接下来分解速度在水平方向的分量为u,垂直分量为wu=u+weZ。通过这种方式,Navier-Stokes方程的水平速度与垂直速度的分量可写为如下形式:

这里引用星号为缩放变量,符号978-7-111-51584-5-Chapter07-5.jpg梯度算子的水平分量。另外,规定Ca是毛细管数,定义为

We为韦伯数,计算公式为

Bd为Bond数,计算为

最后,Rc典型是曲率半径,σ/Rc作为压力的典型值,其中σ表面张力

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