接触面温度对表面液滴蒸发过程的影响
八年级上物理蒸发知识点
八年级上物理蒸发知识点蒸发是指物质从液体转变为气体的过程，它是一种自然现象。
在日常生活中，许多物质都具有蒸发的特性，比如水、酒精、香水等等。
蒸发的过程会受到很多影响，比如温度、湿度、气压等等因素。
在高中物理中，我们将从几个方面学习关于蒸发的知识。
一、蒸发的基本原理蒸发是液体分子从表面进入气态的现象，它与液体分子的热运动有关。
当液体表面分子具有足够的能量，它们会脱离液体而进入空气中，形成气态分子。
这个过程中会伴随着热量的吸收，因此液体的温度会降低。
二、影响蒸发的因素温度是影响蒸发的最主要因素。
一般情况下，温度越高，蒸发速度就越快。
另外，湿度也会影响蒸发速度。
当空气中的水蒸气含量越高，液体分子进入空气中的难度就越大。
此外，气压也会对蒸发产生影响。
当气压较低时，液体分子很容易进入气态。
三、测量蒸发速率的方法目前常用的测量蒸发速率的方法是称量法、面积法和时间法。
称量法是用精密天平测量液体蒸发后的质量差异来确定蒸发速率；面积法是在液体的表面放置玻璃片，然后测量液体减少的表面积来确定蒸发速率；时间法则是通过测量时间内液体下降的高度，来确定蒸发速率。
四、液滴的蒸发当液体形成液滴时，它的蒸发速率与液体蒸发速率不同。
如果液滴很小，那么蒸发速率很快。
但是当液滴增大到一定程度时，它内部会形成一个薄膜，然后热量就要通过这个薄膜才能够进入液滴内部。
因此，液滴蒸发速度会随着液滴尺寸的变大而变慢。
五、蒸发的应用蒸发在日常生活中有着广泛的应用。
比如，当我们洗澡时，身上的水分会因为蒸发而消失，这就是蒸发的应用之一。
除此之外，蒸发还可以用来制备盐、干燥水果等等。
六、总结在本文中，我们讨论了关于蒸发的基本原理、影响因素、测量方法、液滴的蒸发以及蒸发的应用。
了解这些知识有助于我们更好地理解和应用蒸发的原理，以及它在日常生活中的应用。
当然，这些只是物理学中关于蒸发的部分知识点，实际上在学习中还有更多的内容需要我们去深入探究。
水自然蒸发实验报告
一、实验目的了解水自然蒸发的原理，探究影响水蒸发快慢的因素，验证不同条件下水的蒸发速率。
二、实验背景蒸发是液体表面分子获得足够能量，克服分子间引力，从液体转变为气体的过程。
水自然蒸发是指在没有外界能量输入的情况下，水分子在液体表面自发地转变为气体的现象。
本实验旨在通过控制变量法，探究影响水自然蒸发快慢的因素。
三、实验原理1. 蒸发速率与温度有关：温度越高，液体分子运动越剧烈，蒸发速率越快。
2. 蒸发速率与液体表面积有关：表面积越大，液体分子与空气接触面积越大，蒸发速率越快。
3. 蒸发速率与空气流动速度有关：空气流动速度越快，液体表面分子与空气分子碰撞频率越高，蒸发速率越快。
四、实验材料1. 烧杯（100ml、200ml、300ml各一个）2. 温度计3. 秒表4. 温度计夹5. 滴管6. 水样（纯净水、盐水、酒精水溶液）五、实验步骤1. 准备实验器材，将烧杯分别编号为1号、2号、3号。
2. 用滴管将100ml纯净水分别滴入1号、2号、3号烧杯中。
3. 将1号烧杯放入冰箱中冷藏，2号烧杯放置在室温下，3号烧杯放置在通风处。
4. 同时观察并记录三组烧杯中水的蒸发情况，每隔5分钟记录一次。
5. 使用温度计测量1号、2号、3号烧杯中水的温度，并记录。
6. 分别在实验结束后，将烧杯中的水倒入量筒中，测量剩余水量，并记录。
六、实验数据1. 实验过程中，1号烧杯中的水蒸发速率较慢，2号烧杯中的水蒸发速率适中，3号烧杯中的水蒸发速率最快。
2. 1号烧杯中的水温度为5℃，2号烧杯中的水温度为25℃，3号烧杯中的水温度为35℃。
3. 实验结束后，1号烧杯剩余水量为50ml，2号烧杯剩余水量为70ml，3号烧杯剩余水量为90ml。
七、实验分析1. 温度对水蒸发速率的影响：实验结果表明，温度越高，水蒸发速率越快。
这与实验原理中的结论相符。
2. 空气流动对水蒸发速率的影响：实验结果表明，通风条件越好，水蒸发速率越快。
这与实验原理中的结论相符。
CaSO4_液滴在超疏水表面上的蒸发结晶特性研究
表面技术第53卷第8期CaSO4液滴在超疏水表面上的蒸发结晶特性研究董立婷，胡丽娜*，杜一枝（新疆大学 电气工程学院，乌鲁木齐 830017）摘要：目的在铝基底上制备稳定的超疏水表面，研究其表面上硫酸钙液滴的蒸发结晶特性。
方法通过简单的化学刻蚀法制备了一种超疏水表面，基于温湿度可控的可视化平台开展固着硫酸钙液滴的蒸发过程实验研究。
同时，基于温度和相对湿度，开发了多变量拟合二次回归模型来描述其对液滴蒸发速率的影响。
结果基底温度为40、50、60 ℃时，硫酸钙液滴和纯水液滴在亲水铝片表面上的蒸发模式均表现为CCR模式，在超疏水铝片表面上均表现为CCA模式。
在超疏水铝片表面，纯水液滴与硫酸钙液滴的蒸发模式略有不同：在蒸发后期，硫酸钙液滴边缘盐分增加，在重力和Marangoni效应作用下，外部逐渐形成盐壳，接触半径呈上升趋势，说明超疏水表面不利于盐滴的钉扎。
当蒸发速率较低时，在外部更容易形成盐壳，一旦外部形成盐壳，蒸发机制即发生了变化，液滴内部水分子需要克服盐壳内外的压差，并通过盐壳扩散进一步蒸发。
结论通过固着液滴实验验证了硫酸钙液滴的蒸发模式与基底温度无关，而与基底的润湿性有关，并且液滴的蒸发速率随着相对湿度的降低和温度的升高而增大。
通过R2=0.993 7的多变量拟合二次回归模型，对影响液滴蒸发的因素进行了方差分析，结果表明：在超疏水表面上温度和相对湿度对硫酸钙液滴的蒸发速率均有显著影响。
研究成果为矿井水的资源化利用提供了有效的理论支撑。
关键词：超疏水表面；化学刻蚀法；盐液滴蒸发；固着液滴法；蒸发速率；接触角；方差分析中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)08-0202-08DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.08.019Evaporative Crystallization Characteristics of CaSO4 Dropletson Superhydrophobic SurfacesDONG Liting, HU Lina*, DU Yizhi(School of Electrical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830017, China)ABSTRACT: In this paper, a superhydrophobic surface was prepared by chemical etching to study the evaporation crystallization characteristics of calcium sulfate droplets on the superhydrophobic surface and the influencing factors of calcium sulfate evaporation rate. In this study, calcium sulfate droplets were placed in a temperature- and humidity-controlled chamber for evaporation crystallization experiments according to the sessile droplet method, and the evaporation process of the droplets was visualized and recorded with a CCD camera until they were completely evaporated. Through image data processing, the contact angle, solid-liquid contact diameter and other parameters were determined, and the evaporation law of the droplet was further obtained. The evaporation experiment was performed using deionized water droplets and saturated calcium sulfate收稿日期：2023-03-21；修订日期：2023-06-29Received：2023-03-21；Revised：2023-06-29基金项目：自治区重点研发任务专项（2022B03028-4)；省部级高层次人才引进计划（TCBR202106）；省部级自然科学青年基金（2021D01C100）Fund: Special Project for Key R&D Tasks of the Autonomous Region (2022B03028-4)；Provincial and Ministerial High-level Talent Introduction Program (TCBR202106)；Provincial and Dinisterial Natural Science Youth Fund (2021D01C100)引文格式：董立婷, 胡丽娜, 杜一枝. CaSO4液滴在超疏水表面上的蒸发结晶特性研究[J]. 表面技术, 2024, 53(8): 202-209.DONG Liting, HU Lina, DU Yizhi. Evaporative Crystallization Characteristics of CaSO4 Droplets on Superhydrophobic Surfaces[J]. Surface Technology, 2024, 53(8): 202-209.*通信作者（Corresponding author）第53卷第8期董立婷，等：CaSO4液滴在超疏水表面上的蒸发结晶特性研究·203·droplets with an initial volume of (3±0.1) μL at three different substrate temperatures (40±0.5), (50±0.5), (60±0.5) ℃ and three different humidity (30±5)%, (45±5)%, (60±5)%, respectively. At the same time, based on temperature and relative humidity, a multivariate fitting quadratic regression model was developed to describe its effect on the evaporation rate of droplets. The results showed that when the substrate temperature was 40, 50 and 60 ℃, the contact angle of calcium sulfate droplets and pure water droplets on the surface of hydrophilic aluminum sheet decreased linearly with the change of evaporation time. The first 90% of the evaporation of pure water droplets on the surface of the hydrophilic aluminum sheet maintained the CCR (constant contact radius) mode, and the last 10% showed the mixed mode; The entire evaporation process of calcium sulfate droplets on the surface of hydrophilic aluminum sheets showed the CCR mode. On the surface of the superhydrophobic aluminum sheet, pure water droplets and calcium sulfate droplets maintained the CCA (constant contact angle) mode in the first 60% of evaporation. In the late evaporation stage, evaporation modes of calcium sulfate droplets and pure water droplets were slightly different: pure water droplets in the evaporation processed sticky slip mode; while calcium sulfate droplets in the late evaporation stage edge salt increased. Under the action of gravity and Marangoni effect, the outside gradually formed a salt shell, the contact radius showed an upward trend, and the generated salt shell was likely to remove, indicating that the superhydrophobic surface was not conducive to the nailing of salt droplets. When the evaporation rate was low, it was more likely to form a salt shell on the outside. Once the salt shell was formed outside, the evaporation mechanism changed, and the water molecules inside the droplet needed to overcome the pressure difference between the inside and outside of the salt shell and further evaporate through the diffusion of the salt shell. In this paper, it is verified that the evaporation mode of calcium sulfate droplets is not related to the substrate temperature, but to the wettability of the substrate, and the evaporation rate of the droplets increases with the decrease of relative humidity and the increase of temperature. By fitting the quadratic regression model with R2=0.993 7 and analyzing the variance of the factors affecting droplet evaporation, the results show that temperature and relative humidity on the superhydrophobic surface have significant effects on the evaporation rate of calcium sulfate droplets. The research results of this paper provide effective theoretical support for the resource utilization of mine water.KEY WORDS: superhydrophobic surface; chemical etching; salt droplets evaporation; sessile droplet method; evaporation rate;contact angle; analysis of variance西北地区矿井水具有高矿化度的特征，含有大量的Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl−、SO42−、HCO3−等，矿化度普遍为5 000 mg/L，个别矿区矿井水的矿化度达到10 000 mg/L[1-5]。
温度对微通道中液滴形成的影响规律
近年来， 微流体技术发展迅速， 将微流体技术应用 于微球的制备可以提高过程的可控 陡以及微球尺寸、 结 构和形态的均一陛 。有机一 无机复合微球具有广泛的
进而建立数学模型 ， 其中以 Ｔ型通道和水力学聚焦型通 道的研究较为充分。同轴环管型微通道由于具有可以不
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因而拥有广泛的应用前景，目
应用前景【 但应用微流控技术制备有机一 ｊ Ｊ ， 无机复合微球
前已有关于该类型通道 内的流型划分以及液滴流和射流 型下液滴形成机理的报道 ， 但是研究中大多采用的是 低黏度流体 ，而且对于同轴环管内可能形成的其他流型
ｅ ｔｍｐｒｔｒ ｐ ｃ ｌ ｏ ｓ ｍｓ ａ ｈｖ ｖｓｏｉ ｖ ｒｉｇｓａｐｙｗｉ ｔｍｐｒｔｒ ． ｅａ ｅ ｓ ｅｉ ｌ ｒｙ ｔ ｕ ｅ ａ ｙｆ ｓ ｅ ｔｔ ａｅａ ｉ ｓ ｈ ｃ ｔ ａ ｎ ｒｌ ｔ ｅ ｅ ｕｅ ｙ ｙ ｈ ｈ ａ
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｍ ｉｒ ｃ ａ ｎ ｌ ｄ ｏ ｅ ｏ ｍａ ｉｎ； ｔｍ ｐ ｒｔ ｒ ｙｗ ｒ ： ｃｏ ｈ ｎ ｅ ； ｒ ｐｌｔ ｒ ｔｏ ｆ ｅ ｅ ａｕ ｅ
摘 要 ：在可控温的同轴环管型微通道 中，￣Ｄ ／ ＭＦ硅油体系作为研究对象，通过 改变两相流量和温度来考察 同轴环
管型微通道内液滴形成规律，进行 了液滴形成过程的理论分析。并根据体系黏度和界面张力随温度的变化在现有液滴 直径预测模型的基础上进行修正，得到 了液滴直径随温度变化的表达式，进而建立了更加准确的数学预测模型。研究 结果表明，温度可以替代两相流量 比作为调节液滴尺寸的另一途径。而且对于黏度随温度的变化与界面张力随温度的 变化相差越大的体系，该调控效果越明显。 关键词 ：微通道 ；液滴形成 ；温度
关于影响蒸发快慢的的因素分别是什么
让知识带有温度。
关于影响蒸发快慢的的因素分别是什么关于影响蒸发快慢的的因素分别是什么影响蒸发快慢的三个因素分别是，液体的温度、液体的表面积和液体表面上方空气流淌的速度。
液体的温度越高，蒸发的速度越快;液体的表面积越大，蒸发的速度越快;液体表面上方的空气流淌得越快，蒸发的速度越快。
下面我为大家带来影响蒸发快慢的的因素分别是什么，盼望对您有所关心!影响蒸发快慢的的因素介绍蒸发的影响因素蒸发的影响因素主要有5个，分别是光照、气温、风速、湿度、水域表面积，其中每个因素对蒸发的影响不同，主要分为两类：①呈正比：光照、气温、风速、水域表面积(越大，蒸发越旺盛);①呈反比：湿度(越大，蒸发越微弱)。
蒸发是发生了什么变化蒸发是物理变化。
蒸发是物体由液态转变成气态的物理过程。
物质的基本三态变化，并没有新的物质产生出来，所以属于物理变化。
NaOH等无机盐、碱的潮解，冰的溶化，研碎胆矾等。
物理变化，指物质的状态虽然发生了变化，但一般说来物质本身的组成成分却没有转变。
例如：位置、体积、外形、温度、压强的变化，以及气态、液态、固态间相互转化等。
还有物质与电磁场的相互作用，光与物质的相互作用，以及微观粒子(电子、原子核、基本粒子等)间的相互作用与转化，都是物理变化。
第1页/共3页千里之行，始于足下蒸发是在液体表面的温度低于沸点时发生汽化过程。
在肯定温度下，只有动能较大的液体分子能摆脱其他液体分子吸引，逸出液面。
故温度越高，蒸发越快，此外表面积加大、通风好也有利蒸发。
蒸发过程的汽化热叫蒸发热，与温度有关。
蒸发的逆过程是凝聚，即气相转变为液相。
关于蒸发的例子以及解析1、下雨，水在常温下，会渐渐地变为水蒸气飞散到空中，这种现象就叫蒸发。
地上的水变成了水蒸气，这些水蒸气在天上就形成了云，假如水蒸气凝聚成较大的水滴，水滴就会落下来形成雨或者雪。
2、戴眼镜的人走出空调房，镜片朦朦一片，这是由于水蒸气遇冷液化。
3、夏天从环柜取出冷饮，一段时间后冷饮瓶外壁会消失水珠，这是由于夏天的冷饮瓶温度低，与它接触的空气形成热对流，使空气的温度骤降，所以空气里的水蒸气冷凝成水珠。
液滴撞击圆柱外表面蒸发换热的数值模拟
液滴撞击圆柱外表面蒸发换热的数值模拟宋锋毅;郭亚丽;王峰;沈胜强【摘要】为进一步研究液滴撞击加热壁面过程中的破裂现象及不同参数对液滴蒸发换热的影响,采用CLSVOF方法和相变模型对液滴撞击加热圆柱外表面进行三维数值模拟.模拟过程中考虑了壁面温度、接触角以及撞击速度对液滴蒸发换热的影响.结果表明:液滴产生破裂的位置与液滴撞击壁面时的速度有关,当撞击速度较小时,破裂产生于液滴中心处;当撞击速度较大时,破裂处位于中间和边缘两部分液体之间.液滴撞击壁面后,在三相接触线和液滴破裂处附近产生了蒸汽旋涡,强化了液滴与壁面间的换热,增加了液滴侧的壁面热流密度.短时间内壁面温度对液滴蒸发量的影响较小,但撞击速度与接触角对其蒸发量的影响较大,且接触角越小,撞击速度越大,壁面平均热流密度越大,液滴蒸发量越大,有利于液滴与壁面间的换热.%To further study the rupture of droplet after its impacting and the influence of different parameters on the droplet evaporation and heat transfer, three dimensional numerical simulation is performed by using CLSVOF method and phase transformation model. The effect of wall temperature, contact angle and impact velocity on the evaporation and heat transfer of droplet are considered in the simulation and the results show that the rupture position is related to the impact velocity of the droplet. When the impact velocity is small, the rupture occurs at the center of the droplet. When the impact velocity is large, the rupture position deviates from the center of the droplet. It is also found that vapor vortexes are generated near the three-phase contact line and the rupture, which strengthen the heat transfer between the droplet and the wall, and increase the heat fluxdensity of droplet side as well. In a short time, the wall temperature has little effect on droplet evaporation, but the impact velocity and contact angle have great effect on droplet evaporation. The smaller the contact angle and the greater the impact velocity, the greater the average heat flux density and the greater the droplet evaporation, which is beneficial to heat transfer between the droplet and the wall.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2018(050)001【总页数】7页(P114-120)【关键词】液滴撞击;圆柱壁面;三维数值模拟;CLSVOF;液滴破裂;蒸发换热【作者】宋锋毅;郭亚丽;王峰;沈胜强【作者单位】大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TK121液滴撞击现象广泛存在于工农业生产过程中，例如，汽车内燃机中的燃油喷射、核电和冶炼行业中喷淋冷却、横管降膜蒸发器的管外降膜蒸发等[1-3]. 该现象对相关设备的有效运行及提高系统的运行效率有着重要的影响，得到了相关研究人员的广泛关注. 长期以来，学者们对液滴撞击热壁面的研究，一部分采用实验的方法，例如，Rajneesh等[4]实验研究了液滴撞击热壁面后液滴蒸发过程中的动态和传热特性. 但实验方法难以得到液滴内部流场及温度场等数据，即无法从根本上分析液滴蒸发换热的影响因素，具有局限性. 近年来，随着计算机技术的发展，数值模拟以其经济性及实用性，已成为研究液滴撞击现象的重要方法之一. Choi等[5]对液滴撞击多孔加热表面后的形变及蒸发过程进行了数值模拟，得到了撞击速度、孔隙率和粒径对液滴形变和蒸发的影响. Schlottke等[6]用VOF方法，模拟分析了液滴在较高蒸发率和较低蒸发率的换热情况. Latifiyan[7]提出了一种基于格子Boltzmann的方法并模拟了多孔介质中液滴蒸发过程.目前，在已有的液滴撞击热壁面的数值模拟研究中，多为模拟液滴撞击固体平面，鲜少有撞击曲面管的研究，事实上液滴撞击曲面管后直径方向与母线方向的形态变化和换热特点不容忽略. 本文建立了液滴撞击加热圆柱壁面的三维模型，并模拟了液滴在恒温加热过程中蒸发换热情况，真实地还原了液滴撞击圆柱壁面的动力学行为及热力学特点，对实际工程问题具有深刻的指导意义.本文应用CFD(computational fluid dynamics)计算软件FLUENT对液滴撞击圆柱热壁面进行三维数值模拟，采用CLSVOF[8-10]方法对两相流界面进行捕捉，以及蒸发冷凝模型对液滴的非平衡蒸发[11-12]过程进行模拟. 同时假设：液滴为球体，且不考虑环境气体与液体间的剪切力作用.计算初始时刻物理模型如图1所示.计算区域为6.4 mm×4.0 mm×3.2 mm，液滴在重力作用下以初速度v撞击在加热圆柱壁面上.其中，液滴是水，直径1 mm，计算域内其他气体为水蒸汽，初始时刻液滴与水蒸汽温度均为298.15 K，加热圆管材料是铝，直径4 mm，保持恒温，大气边界为压力出口，水与水蒸汽的物性参数见表1，数据取自FLUENT14.0中物质物性参数数据库.液滴撞击热壁面蒸发过程中的传热传质数学模型如下，当液滴受热蒸发时，在液滴表面会形成一个温度等于液滴表面温度的饱和气体边界层. 水蒸汽与液滴之间的传热传质取决于计算域内主体蒸汽与边界层内饱和蒸汽间的温差，以及蒸汽分压力的大小，其中，边界层的蒸汽分压力取决于液滴表面温度[13].单位时间内液滴比焓的增加量等于加热壁面向液滴的传热与液滴蒸发吸热的差值：式中：md 为液滴质量,Td 为液滴温度,cp,d 为液滴的比定压热容,As 为液滴与壁面接触面积,h 为液滴与加热壁面间表面传热系数,Ts 为加热壁面温度,r 为液滴汽化潜热,qm,d 为液滴蒸发速率.由传质学可知，液滴受热蒸发时蒸汽离开液滴表面的质量通量式中：Md 为液滴的摩尔质量，hD 为表面传质系数，ρv0 为液滴表面蒸汽密度，ρv 为环境蒸汽密度.根据理想气体蒸汽压力与浓度的关系有式中：pv0 为液滴表面蒸汽压力，pv 为环境蒸汽压力，Tg 为环境蒸汽温度，R 为水蒸汽摩尔气体常数.由质量守恒定律有式中ρd 为液滴密度.由于模拟时间较短，液滴整体温升较小，液滴蒸发速度较慢，蒸发量较小，所以采用低蒸发率时液滴与水蒸汽间的表面传质系数，即可由Ranz-Marshell[14]公式求出:式中：Sh 为舍伍德数,Red为液滴的雷诺数，Sc 为施密特数， Dab为液滴蒸汽与水蒸汽间的传质扩散系数，根据环境压力、温度、浓度的不同，本文的Dab为1×10-6 m2/s～1×10-5 m2/s.为了验证网格无关性，本文以液滴的铺展系数为检测参数，对比了不同网格数量下液滴沿圆管母线方向上铺展系数βg随时间的变化情况. 其中，铺展系数βg为液滴在母线方向的铺展长度L与液滴初始直径d之比，结果如图2所示. 可以看出，当网格数量达到49万时，计算结果几乎不再与网格数量相关. 因此综合考虑计算精度与效率后，采用网络数49万.图3为本文模拟结果与Liang[15]等所做实验结果的定性比较(φSCA=60°，v=0.5 m/s， T=368.15 K)，两者吻合较好，可见所采用的模拟方法正确.为了分析不同参数对液滴蒸发换热的影响，分别模拟了不同壁面温度、不同撞击速度、初始时刻不同静态接触角情况下液滴撞击圆柱热壁面的过程，静态接触角φSCA的大小主要取决于壁面的润湿性. 润湿性较好时，φSCA<90°；润湿性较差时，φSCA>90°. 壁面温度T分别为348.15、358.15和368.15 K；撞击速度分别为0.2、0.5和0.9 m/s；静态接触角φSCA[16]分别为60°、80°和100 °. 其中，T=368.15 K、v=0.5 m/s、φSCA为60°是一组基本参数，即在模拟过程中，当温度T为变量时，v=0.5 m/s，φSCA为60°；当速度v为变量时，T=368.15 K，φSCA为60°；当静态接触角φSCA为变量时，v=0.5 m/s、T=368.15 K.图4为不同参数条件下液滴在径向铺展到最大时刻时，壁面热流密度沿直径方向分布及该时刻液滴铺展形态三维图(Qd为液滴在径向铺展到最大时刻时壁面热流密度)，其中，壁面热流密度数据截取位置如图5所示. 由于模型在直径方向关于液滴中心完全对称，所以选取模型一侧数据进行作图分析，即图4(b)(d)(f)中横坐标0所对应的是液滴中心位置，x轴为沿圆柱壁面直径方向水平投影位置.从图4(a)(c)(e)中可以看出：当接触角较小或速度较大时，液滴在径向达到最大铺展的时刻会产生破裂现象，这是因为液滴的铺展过程实际上是动能不断转化为表面能的过程，铺展过程中当液滴某处动能大于表面能时便产生破裂现象. 当速度较大时液滴动能较大，而接触角较小则有利于液滴铺展，即液膜相对较薄，表面张力较小，所以较大的撞击速度或较小的接触角都易使液滴产生破裂现象. 另外，图4(e)中v=0.9 m/s时，破裂区域不是在液滴正中心而是夹在中间和边缘两部分液体之间，这是因为当撞击速度较大时，液滴在铺展过程中沿径向向外侧铺展的速度亦较快，在液滴碰撞中心处的动能尚未低于其表面能，即液滴中心处未达到液滴破裂条件时，中心周围沿径向铺展的液滴部分已快速减薄. 同时，外侧液体的积聚，使液膜边缘形成一圈突出的液环(如图4(e)中箭头所示)，在表面张力作用下，进一步促使碰撞中心周围的铺展区域形成越来越薄的凹坑直至破裂. 故在碰撞速度较大情况下，液滴在铺展至最大直径时刻呈现出图4(e)所示的“8”字形破裂.换热方面，从图4(b)(d)(f)中可以看到，不同条件下壁面热流密度都是在三相接触线处和液滴破裂处的边缘位置较大，这是因为壁面热流密度的大小由液滴与壁面间的温差以及液滴铺展过程中所受的扰动这两方面因素共同决定. 在撞击初期，不同参数条件下液滴的温升都比较小，所以温差对壁面热流密度的影响较小；而此时液滴初动能耗散较小，所以扰动对壁面热流密度的影响较大，在三相接触线和液滴破裂处上方蒸汽处产生蒸汽旋涡(如图6所示)，加强了扰动，所以热流密度较大；夹在液滴破裂处与三相接触线之间的液滴区域的壁面热流密度相对较小. 液滴内有些部位壁面热流密度接近0，这是因为液滴在此处产生破裂，壁面与水蒸汽接触，由于水蒸汽与壁面间的对流换热系数很小，所以热流密度值相对较小，这也是造成图4中曲线波动起伏的原因.从图4(b)中可以看出，壁面温度越高，液滴侧热流密度越大，且温度对壁面热流密度的影响呈单调递增的趋势. 这是因为壁面温度越高，壁面与液滴间的温差也越大，所以热流密度较大. 另外，由于温度对液滴铺展影响不大，所以液滴几乎在同一时刻同一位置铺展到最大状态(如图4(a)所示)，所以3条热流密度曲线在液滴与其破裂处的边缘位置及三相接触点处重合. 对于图4(d)，除破裂位置(如图4(d)中点A)和该位置的三相接触处(如图4(d)中点B)及液滴外沿的三相接触处(如图4(d)中点C)，接触角越小，液滴侧热流密度越小. 这是因为接触角越小，液滴铺展系数越大(如图4(c)所示)，且液滴铺展到最大时所需时间越长，液滴在铺展过程吸收的总热量越多，与壁面间温差越小，热流密度越小. 在点A处由于液滴破裂,故热流密度接近为0，而点B、C处的热流密度高，是由于如图6所示的在该三相接触位置产生涡旋扰动增强所致. 从图4(f)中可以看出，除破裂位置(如图4(f)中点D、E)和该位置的三相接触处(如图4(f)中点F、G、H)及液滴外沿的三相接触处(如图4(f)中点I、J)，速度越大，在铺展到最大直径的时刻液滴侧热流密度越小. 这是因为撞击速度越大，其内部扰动越大，即液滴达到最大铺展过程中的平均对流换热系数越大，且速度越大液滴铺展面积越大，所以液滴铺展过程中所吸收的热量越多，液滴温升也越大，液滴与壁面间温差越小. 另外，此时不同速度条件下的液滴均达到最大铺展处于一个相对稳定阶段，扰动较小即对流换热系数相差不大. 综上所述,在液滴达到最大铺展时刻，速度越大，液滴侧的热流密度越小. 对于v=0.2 m/s的液滴，其中心位置热流密度最大(如图4(f)中点K)，是因为在图4(e)所示的最大铺展时刻，液滴中心位置的瞬态速度为0、厚度最大，故同液滴的其它位置相比，此时此处的传热系数最小，而此处与壁面的温差较大，故热流密度较大. 对于v=0.5 m/s的液滴，热流密度的两个峰值基本相等(如图4(f)中点H和点I)，表明在两个三相接触线位置的热流密度基本相等. 对于v=0.9 m/s的液滴，因中心位置没有断裂，故其热流密度不为零，约为1 100 kW/m2(图4(f)中L点)，在断裂位置热流密度为零，其两侧的热流密度峰值(图4(f)中F点和G点)对应断裂区域的三相接触处，其值小于液滴外围三相接触处的热流密度值(图4(f)中J点)，原因如上所述，如图4(e)中箭头所示位置的液膜厚度较大，使得液环外围与壁面的温差大于液环内破裂处与壁面的温差，从图6(b)可见，外围受到涡流的扰动强于破裂处的，即外围的传热系数强于破裂处的，故外围三相接触处的热流密度最大.图7为不同参数条件下壁面平均热流密度随时间的变化情况. 其中，q为壁面平均热流密度. 壁面平均热流密度为整个壁面热流密度的积分与壁面总面积的比值，由于蒸汽侧壁面热流密度值相对于液体侧很小，所以平均热流密度可认为是液体侧壁面各处热流密度积分,即液体侧单位时间总热流量与壁面面积的比值，而液体侧壁面总热流量主要受液滴铺展面积和对应时刻壁面液体侧各处热流密度的影响.从图7中可以看出，壁面平均热流密度呈现先增大后减小的趋势，且随着液滴进行第二次铺展，平均热流密度又会逐渐增大. 这是因为在液滴撞击圆柱壁面后的初始阶段，液滴开始铺展，即液滴与热壁面进行换热的面积不断增大，而此时两者温差较大，则相对于面积的增加，换热量的增加幅度更大，故平均热流逐渐增大. 随着换热的进行，液滴与热壁面的温差逐渐减小，换热量增大的幅度降低，故随着液滴的进一步铺展，在某一时刻平均热流密度达到最大，然后开始下降. 当液滴回缩时，液滴与热壁面的换热面积逐渐减小，同时液滴与壁面温差减小，所以平均热流密度逐渐减小到一定程度开始趋于平缓. 当液滴回缩到最小并开始进行二次铺展时，平均热流密度又呈现上升趋势. 从图7中还可以看出，在初始阶段，壁面平均热流密度随时间增长较快，这是因为液滴初始动能较大，铺展较快，铺展面积增大的速度较快，所以壁面平均热流密度增长较快.对于图7(a)，壁面温度越高平均热流密度越大，这是因为温度越高，液滴与壁面间温差越大，所以壁面平均热流密度也越大. 对于图7(b)，接触角越小，壁面平均热流密度越大，这是因为小的接触角有利于液滴快速铺展，即液滴在较短时间内与壁面进行了较大量的热传递，故平均热流密度越大. 从图7(b)中还可以看到,接触角为100°时，壁面平均热流密度曲线波动幅度较小，这是因为大的接触角不利于液滴铺展即液滴铺展面积很小，所以壁面平均热流密度变化较小. 从图7(c)中可以看出，撞击速度越大，壁面平均热流密度越大，这是因为速度越大，产生的扰动越大，有助于液滴与壁面换热;且速度越大,液滴越能在较短时间内与壁面间形成较大的换热面积，所以平均热流密度越大. 从图7(c)中还可以看到:在5.4 ms之后即在液滴铺展的第二个周期内,随着速度的增大，壁面平均热流密度反而减小，这是因为经过一个周期的铺展，碰撞速度大的液滴温升较大(如图8中箭头位置所示)，即与壁面温差小于碰撞速度小的情况，而在黏性耗散的作用下，不同撞击速度下液滴在第二周期铺展的面积相差不大，所以此时壁面平均热流密度随撞击速度的增大反而减小.图9为不同参数条件下液滴撞击加热圆柱壁面后体积分数随时间的变化情况. 体积分数α为液滴当前体积与液滴初始体积之比.由于采用三维模型，计算量较大，整个计算时间控制在液滴撞击壁面后10 ms之内，所以液滴蒸发量很小，液滴的体积分数从小数点后第7位才有明显变化. 为了更加直观地研究液滴体积分数的变化规律，图9中纵坐标使用α×105-99999，并转化为百分比来表示. 从图9(a)中可以看到，壁面温度对液滴蒸发量影响较小，这是因为在10 ms内，液滴温度上升很小，壁面温度的影响具有滞后性. 但从图9(b)、9(c)中可以看到,接触角与撞击速度对液滴蒸发量影响较大，且接触角越小，撞击速度越大，液滴的体积分数越小，即液滴的蒸发量越大，蒸发速率越快.1)液滴铺展过程中，当液滴某处动能大于表面能时，便产生破裂现象且破裂位置与液滴下落速度有关. 当撞击速度较小时，破裂产生于液滴中心处，当撞击速度较大时，破裂处位于中间和边缘两部分液体之间.2)由于蒸汽漩涡的作用，在三相接触线和液滴破裂处液滴侧的壁面热流密度大于其他位置.3)壁面平均热流密度随时间呈现先增大后减小的趋势，且壁面温度越高，接触角越小，撞击速度越大，壁面平均热流密度越大.4)较短时间内，壁面温度对液滴蒸发量影响较小，但接触角与撞击速度对液滴蒸发量影响较大，且接触角越小，撞击速度越大，液滴的体积分数越小，即液滴的蒸发量越大，蒸发速度越快.郭亚丽(1976—)，女，教授，博士生导师.【相关文献】[1] GUO Yali, SHENG Shengqiang. 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稳态接触角测量的影响因素研究
稳态接触角测量的影响因素研究
稳态接触角测量是表面科学研究中常用的方法之一，用于表征固体表面与液体接触时
的现象和力学性质。
稳态接触角的测量结果对于理解液体在固体表面之间的相互作用、润
湿性能以及界面力等方面都具有重要意义。
但是稳态接触角的测量结果受到多种因素的影响，需要在实验中予以考虑和控制。
固体表面的性质对于稳态接触角的测量有着重要影响。
固体表面的粗糙度、化学成分、形状等因素都会对接触角的测量结果产生影响。
粗糙表面会增加气体在固液界面之间形成
的接触线长度，从而使得稳态接触角变大。
而化学成分和形状的改变也会改变固体表面的
亲水性或疏水性，从而对接触角的测量结果产生影响。
环境条件也是影响稳态接触角测量结果的重要因素。
温度、湿度和大气压强等环境条
件会影响液滴蒸发速率和液体与固体表面之间的相互作用力。
温度较高会加快液滴的蒸发
速率，从而缩小接触线长度，使得稳态接触角变大。
湿度较大会使得液滴蒸发速率减慢，
稳态接触角略微增大。
大气压强的变化也会改变液滴的形态和稳态接触角的测量结果。
实验操作过程中的误差也是需要考虑的因素。
实验操作者的技术水平、实验设备的精
度和稳定性等方面都会对稳态接触角测量结果产生一定的误差。
在进行稳态接触角测量实
验时，需要重视实验操作的精确性和实验设备的稳定性，尽量减小误差的产生。
稳态接触角的测量受到固体表面性质、液体性质、环境条件和实验操作等多种因素的
影响。
在进行稳态接触角测量实验时，需要综合考虑这些因素，选择适当的实验条件和方法，以获得准确可靠的测量结果。
液滴撞击表面的六种情况
液滴撞击表面的六种情况一、前言液滴撞击表面的现象是在我们日常生活中观察到的一种常见的现象，无论是外层喷漆的汽车玻璃、菜叶上的水滴、还是雨后马路上的水迹，我们都可以见到液滴撞击表面的情况。
本文将介绍液滴撞击表面的六种情况，以帮助读者更好地理解这种现象。
二、液滴与表面的相互作用在液滴与表面接触时，它们之间会发生一系列相互作用，主要包括：浸润作用、形变作用、振荡作用、局部增温等。
1.浸润作用液滴与表面接触时，大部分情况下能够展开浸润作用，即液滴向外部表面扩展形成一定的接触面积。
浸润作用的强弱取决于液体与固体界面间化学亲合力，若弱则会出现不浸润现象即水珠出现在叶面上。
2.形变作用当液滴撞击表面时，其形状也会发生变化。
比如在玻璃表面，液滴在撞击后会发生膨胀、延展，这种变化主要受液面张力、浸润性等因素影响。
3.振荡作用在液滴与表面接触时，液体会受到表面固体的抵抗作用，在撞击后会发生振荡，此时振动频率和振幅都取决于表面的性质、液滴的速度和尺寸等。
4.局部增温液滴撞击表面时，撞击能量会被局部吸收进液滴中，液滴温度会上升，产生一定的蒸汽压，从而影响液滴在表面的行为。
三、液滴撞击表面的六种情况下面将介绍液滴撞击表面的六种情况。
1.弹性反弹当液滴撞击表面时，若液滴的动能远远小于表面的形变弹性能，则液滴会发生表面弹性反弹现象，即液滴会以一个速度从表面上弹起，同时保持一个球形。
2.扩散蒸发液滴在表面上蒸发的情况比较常见，这主要是因为液滴在表面滞留的时间相对较长，液滴内部温度上升，蒸汽压增大，可以导致液滴的表面蒸发而形成一个扩散的斑点。
3.分裂反弹当液滴的初始速度很高时，其动能远远大于表面的形变弹性能，液滴在表面上撞击时，会出现液滴分裂反弹的情况，液滴在表面上分裂成两部分，一部分与表面发生粘附，另一部分弹出并形成液滴。
4.螺旋反弹当液滴对表面的入射角度非常小时，会出现液滴的螺旋反弹现象，也就是说液滴撞击表面时，会向一个方向移动一段距离后并以一个斜角弹起，这种反弹迹象显然是因为液滴与表面之间摩擦力较小而且撞击过程中出现了旋转。
化学蒸发知识点总结
化学蒸发知识点总结一、蒸发的分子角度在液体中，分子的平均速度不同，有些分子速度较快，有些速度较慢。
快速的分子具有较高的动能，当它们运动到液体表面时可能克服液体的表面吸引力直接进入气相。
蒸发时，处于液体表面的分子被气相吸走，同时液体因失去这部分分子而降温。
液体温度越高，其分子的平均速度就越大，有更多的分子具有较大的动能，所以蒸发速度就越快。
二、温度对蒸发的影响在液体表面和气相之间建立联系是蒸发过程的最大障碍，温度对蒸发过程起着主导作用。
加热液体使其温度升高，分子的平均动能增大，因此蒸发速度加快。
液体温度越高，蒸发速度就越快，同时蒸发速度不仅取决于液体的温度还取决于液体的密度，液体越稀薄，蒸发越容易发生。
此外，液体的表面积越大，蒸发速度也越快。
所以，在实际生产场景中，为了提高蒸发速度，可以通过调节液体温度、密度和表面积来优化蒸发过程。
三、蒸发过程中的能量变化蒸发是一种吸热过程，当液体蒸发时，与蒸发有关的能量来源于液体内部的分子动能和表面蒸气的热运动。
随着液体分子逃出液面，液面附近的能量较大，这些分子有了较大的动能，液体内部因为失去了这么多分子而减少这么多能量，所以蒸发是一种吸取蒸发所需要的热能。
四、化学蒸发在工业生产中的应用在化工生产中，蒸发是一种重要的分离过程。
它通常用于从溶液中分离出溶质，或者从混合物中分离出组分。
蒸发可以将液体中的溶质浓缩，同时还可以净化液体。
因此，在化工生产中，蒸发技术被广泛应用于化学工艺中的溶剂回收、废水处理、食品工业和制药工业中。
在溶剂回收方面，蒸发通常是通过加热液体以使其蒸发，然后将蒸气冷凝成液体回收。
这种方法可以节约能源，同时减少化工生产中废弃物的产生。
在废水处理方面，蒸发是一种有效的污染物去除技术。
通过蒸发，水蒸气可以从含有污染物的水中分离出来，然后再将水蒸气冷凝成液体，得到干净的水。
这种方法对于处理含有重金属、有机物等难降解物质的废水具有很好的效果。
在食品工业和制药工业中，蒸发也被广泛应用。
对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究
对 流条 件 下环 境压 力对 液滴 蒸 发 的影 响研 究
丁 ， 凤贤 匡 继贤 孙 ，
（ 尔滨工程 大学 动力与能源工程 学院 ， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ １
摘
要： 通过建立单液滴 蒸发 的物理数学模型 ， 采用数值 方法研 究了对流 环境 中压力对液 滴蒸发 的影响． 模型 中考
关键词 ： 液滴蒸发 ； 对流环境 ； 环境压力 ； 数值模拟
中图 分 类 号 ：Ｋ ２ 文 献 标 识 码 ： 文章 编 号 ：０６７４ （ ０７ ０ １０ － Ｔ １４ Ａ １０ －０ ３ ２ ０ ）１—１４０ ５
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虑了蒸发过程中液滴与周围气流物性 随温度 、 压力 的瞬态 变化． 比较验证 计算程 序可靠 性的基础 上 ， 在 以正庚烷燃 料液滴在氮气 中的蒸发为例 ， 模拟计算 了弱对流与强对流热条件下 ， 境压力不 同时燃 料液滴半 径与温度 的瞬态 变 环
液滴蒸发过程中的流体流动特性分析
液滴蒸发过程中的流体流动特性分析引言液滴蒸发是众多自然现象中常见且具有重要意义的一种现象。
液滴在蒸发过程中，液体逐渐消失，而相应的物质则会从液滴中蒸发出来。
液滴蒸发不仅在科学研究中具有重要的地位，而且在众多工业应用中也起着关键的作用。
对液滴蒸发过程中的流体流动特性进行全面深入的分析，对于进一步理解液滴蒸发的机理和优化液滴蒸发过程具有重要的意义。
液滴蒸发的基本过程液滴蒸发的基本过程可以分为三个阶段：引发期、稳定期和干燥期。
1.引发期：液滴接触到外界时，液滴表面的部分液体会立即蒸发，形成蒸汽。
此时，蒸汽的形成速率较快，液滴内部产生的蒸气会迅速逸出液滴表面。
2.稳定期：引发期后，液滴内部的蒸汽生成速率与液滴表面的蒸汽扩散速率达到平衡，形成稳定的蒸汽层。
此时，蒸汽的生成速率等于蒸汽的扩散速率，液滴的物质开始以相对稳定的速率蒸发。
3.干燥期：稳定期后，由于液滴内部蒸汽的生成速率逐渐减小，蒸汽层变薄，蒸发速率逐渐降低。
最终，液滴内部的蒸汽与外界环境达到平衡，液滴完全蒸发。
流体流动特性分析在液滴蒸发过程中，流体流动的特性对于液滴蒸发的速率和过程具有重要影响。
下面将分析液滴蒸发过程中的流体流动特性。
比较流当液滴蒸发的速率较慢时，液滴表面的蒸汽扩散速率与内部蒸汽的生成速率相当，液滴表面的蒸汽扩散速率远远大于液滴内部的流动速度。
此时，流体流动可以近似为比较流，即流体的流动可以看作是由质量扩散引起的。
对流流动当液滴蒸发的速率增加时，液滴表面的蒸汽扩散速率远远大于液滴内部的流动速度，此时比较流逐渐变为对流流动。
在对流流动过程中，液滴表面的蒸汽扩散速率不仅与内部蒸汽的生成速率相当，还会通过对流传输使得液滴的物质更快地被带走。
对流流动过程中，液滴内部的流体会发生对流运动。
液滴内部的对流运动会加快液体与界面的质量传递，从而加快液滴的蒸发速率。
此外，对流流动还会增加液滴底部的液体上升速度，提高蒸发过程的效率。
传质系数液滴蒸发过程中的流体流动特性还可以通过传质系数来描述。
对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究
对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究蒸发是水汽的过程，在此过程中，液滴从物体表面有势放出，在气体和液体之间发生物理作用，液滴的蒸发现象在自然环境中既十分重要又十分普遍。
随着环境压力的变化，液滴蒸发的影响也会有所变化，所以研究对流条件下环境压力对液滴蒸发影响的现象是十分重要的。
液滴的蒸发是复杂的物理过程，是由液滴的表面性质来决定的，比如液滴的大小和表面活性物质，它们可能在液滴表面形成气体层，有效地阻挡了水汽，因此影响液滴蒸发的可能性。
此外，由于气体流动的环境压力与液滴形状有关，因此影响液滴蒸发率也会受到影响。
另外，液滴中水汽分子的活化能大小是影响液滴蒸发速率的重要因素。
当活化能较小时，水汽分子较容易撞击液滴表面，使液滴的蒸发速率较快，反之，当活化能较大时，水汽分子较容易被液滴表面吸引，使蒸发速度变慢。
不同的环境压力也会导致活化能的变化，因此环境压力也会影响液滴的蒸发现象。
为了研究对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响，可以采用不同的研究方法，比如，用实验法测量液滴蒸发速率，用模拟法对液滴蒸发过程进行建模，并进行比较分析等。
实验法是直接测量蒸发率的有效方法，可以用来测量不同环境压力下液滴蒸发率的变化，以探究它们之间的关系。
此外，模拟法也可以用来研究环境压力对液滴蒸发的影响，例如可以用此法对液滴蒸发的表面特性进行模拟，对液滴表面温度及液滴温度进行模拟，以及环境压力下水汽分子活化能及温度湿度等进行模拟，从而研究环境压力对液滴蒸发过程的影响。
综上所述，研究对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响是十分重要的，实验法和模拟法可以有效地用于对对液滴蒸发的影响因素进行测量和模拟，从而为环境中液滴蒸发过程的研究提供更多的信息。
随着科学技术的发展，物理与自然界的关系也越来越复杂。
液滴蒸发过程是复杂的物理现象，它不仅受液滴表面性质、水汽活化能、环境压力等影响，还受温度、湿度、气压等环境因素的影响，因此，研究对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响意义重大，其研究可以更好地揭示物理与自然界之间的关系，为我们未来的生活提供更多的科学知识支持。
液滴蒸发冷却边界条件
液滴蒸发冷却边界条件一、引言液滴蒸发冷却是一种广泛应用的冷却技术，其在许多领域都有重要的应用，如工业冷却、空调系统、冷却塔等。
液滴蒸发的过程涉及到多个物理因素，如温度、湿度、风速等，这些因素对液滴蒸发的速率和冷却效果具有重要影响。
本文将详细探讨液滴蒸发冷却的边界条件，以期为相关领域的实际应用提供理论支持。
二、液滴蒸发的温度边界条件温度是影响液滴蒸发冷却效果的重要因素之一。
在一定的温度下，液滴开始蒸发，随着蒸发的进行，液滴的温度逐渐降低。
这个过程中，液滴的温度变化受到周围环境的温度、液滴的大小和物性、以及液滴与周围环境的热量交换等因素的影响。
一般情况下，液滴的温度变化与周围环境的温度差成正比，温度差越大，液滴的温度变化速率越快。
因此，在液滴蒸发冷却过程中，应充分考虑周围环境的温度，以获得最佳的冷却效果。
三、液滴蒸发的湿度边界条件湿度也是影响液滴蒸发冷却效果的重要因素之一。
湿度的高低直接影响到空气中水蒸气的分压，从而影响液滴蒸发的速率。
在湿度较高的环境中，空气中水蒸气的分压增大，液滴蒸发的速率减缓，反之则会加快。
此外，液滴的表面张力也会受到湿度的影响，湿度越高，液滴的表面张力越小，这也会影响液滴蒸发的速率。
因此，在液滴蒸发冷却过程中，应充分考虑湿度的因素，根据实际需求调整湿度条件，以获得最佳的冷却效果。
四、液滴蒸发的风速边界条件风速是影响液滴蒸发的另一个重要因素。
风速的变化会直接影响到液滴周围的空气流动速度，从而影响液滴蒸发的速率。
风速越大，空气流动速度越快，液滴蒸发的速率也会相应加快。
此外，风速还会影响液滴与周围环境的热量交换，进一步影响液滴蒸发冷却的效果。
在实际应用中，可以根据需要调整风速大小，例如在冷却塔的设计中，可以通过改变风机的转速来调整风速，以实现更好的冷却效果。
同时，也需要考虑风速对设备磨损和能耗的影响，以实现经济和技术的平衡。
五、液滴大小对蒸发冷却的影响液滴的大小也是影响蒸发冷却效果的重要因素之一。
对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究
对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究
近年来，随着环境污染的加剧，大气压力的变化已经成为了人们十分关注的问题。
尽管这些改变直接对气象系统造成了巨大的影响，但它们还会影响液滴蒸发过程，液滴在大气压力增加或减小时其蒸发速率会发生一定的变化。
因此，研究对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响成为当前亟待研究的一个重要问题。
在这项研究中，我们考察了不同大气压力（0.5～5.5 kPa）对液滴蒸发的影响，采用的液滴是尺寸为3mm的含乙醇的水滴。
在实验前，我们检测了温度、湿度、气压和大气湿度等参数，确保所有参数符合实验要求和蒸发质量与标准一致。
在实验过程中，我们测量了液滴蒸发所耗时间，采用蒸发管方法，结果表明，随着对流条件下的环境压力的增加，液滴的蒸发速率也会逐渐增加。
分析实验结果，可以发现，在各压力条件下，液滴蒸发速率都与环境压力有关，在低压力条件下，随着环境压力的减小，液滴蒸发速率也会随之减小；而在高压力条件下，随着环境压力的增加，液滴蒸发速率也会随之增加，这与理论模型预测基本一致。
结果表明，当大气压力发生变化时，液滴蒸发的变化也会发生变化。
当大气压力增加或减小时，都会影响液滴蒸发的过程。
增加的压力会加快液滴蒸发的速率，而减小的压力则会降低液滴蒸发的速率。
因此，此研究可以为日后研究这一领域提供重要的参考。
综上所述，环境压强对液滴蒸发具有重要的影响。
因此，在环境压力发生变化时，应该加强对液滴蒸发的监测和研究，以更好地把握大气压力的变化，从而减少蒸发过程产生的污染物的排放。
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对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究
对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究近年来，随着环境压力对液滴蒸发的影响日益受到关注，越来越多的学者开始深入研究这种蒸发过程。
本文将重点介绍对流条件下环境压力对液滴蒸发速率的影响，并通过实验结果进行探讨。
首先，环境压力是液滴蒸发过程中最重要的因素，它可以影响液滴蒸发速率以及环境内空气湿度。
根据实验结果，当环境压力降低时，液滴蒸发速率会提高；而当环境压力升高时，液滴蒸发速率会降低。
这是因为，热量传递的效率与环境压力成反比。
当环境压力降低时，空气层温度升高，与气层交换的热量更多，因此气液界面的热量传输效率更高，液滴蒸发率也会更快。
此外，空气对液滴蒸发也有显著影响。
空气中的水汽可以与液滴表面结合，增加液滴表面的吸附量，从而减缓液滴蒸发速率。
实验结果表明，当环境中水汽含量增加时，液滴蒸发速率会降低。
这是因为，随着空气湿度的增加，液滴表面的吸附水汽量也会增加，减少液滴蒸发的能量。
此外，实验还表明，在环境压力的变化下，液滴蒸发的过程受到了物理影响。
如果环境压力达到临界值，液滴会出现膨胀现象，最终膨胀成气泡状，完全阻止液滴蒸发。
除了物理影响，化学性质也会影响液滴蒸发速率。
例如，某些特殊化学成分可以吸收液滴蒸发过程中释放的能量，从而降低液滴蒸发的速率。
总而言之，环境压力是影响液滴蒸发过程的主要因素，空气湿度也能影响液滴蒸发的速率；物理特性和化学状况也会对液滴蒸发产生影响。
根据本次实验，结果表明，当环境压力降低，液滴蒸发速率会提高；而空气湿度较高时，液滴蒸发速率会降低；物理和化学性质也会影响液滴蒸发速率。
本次研究有助于人们更深入地理解液滴蒸发的机理，并有助于科学家更好地控制和调节液滴蒸发过程，以改善气候和环境，为人类生活带来更多的便利。
以上就是本文关于对流条件下环境压力对液滴蒸发的影响研究的内容。
研究表明，环境压力是液滴蒸发过程中最重要的因素，它可以影响液滴蒸发速率；空气中的水汽含量也会影响液滴蒸发的速率；物理和化学性质也会影响液滴蒸发的速率。
探索水的蒸发与冷凝现象及其影响因素
探索水的蒸发与冷凝现象及其影响因素水是地球上最常见的物质之一，它存在于各个领域中，不仅是生命的基础，也是自然界中一种重要的物质。
在我们日常生活中，我们常常会观察到水的蒸发和冷凝现象。
本文将探索水的蒸发与冷凝现象，并分析其影响因素。
首先，我们来了解一下水的蒸发现象。
蒸发是指水从液态转变为气态的过程。
当水分子获得足够的能量时，它们会从液态跃迁到气态，形成水蒸气。
这个过程是一个热力学平衡的过程，涉及到能量的转移。
水蒸气会从液体表面逸出，进入空气中。
蒸发速率受到许多因素的影响，如温度、湿度、风速和表面积等。
温度是影响蒸发速率的最主要因素之一。
温度越高，水分子获得的能量越大，分子间的相互作用力减弱，水分子更容易从液态转变为气态。
这也是为什么在炎热的夏天，水分子蒸发得更快的原因之一。
湿度也会对蒸发速率产生影响。
湿度是指空气中水蒸气的含量，也可以理解为空气中水分子的饱和程度。
当空气中的湿度较高时，空气中已经存在大量的水蒸气，这样水分子就不容易从液态转变为气态，蒸发速率会减慢。
相反，当空气中的湿度较低时，空气中的水蒸气含量较少，水分子更容易从液态转变为气态，蒸发速率会加快。
风速也是一个重要的因素。
风可以带走水蒸气，使其远离液体表面，从而加快蒸发速率。
当风速较大时，水分子更容易从液态转变为气态，蒸发速率会增加。
这也是为什么在风和太阳充足的日子，水分子蒸发得更快的原因之一。
表面积也会对蒸发速率产生影响。
表面积越大，液体表面与空气接触的面积就越大，水分子更容易从液态转变为气态，蒸发速率会增加。
这也是为什么在开放的水体上，如湖泊和海洋，水分子蒸发得更快的原因之一。
接下来，我们来了解一下水的冷凝现象。
冷凝是指水蒸气从气态转变为液态的过程。
当水蒸气遇到冷却的物体表面时，由于温度的降低，水蒸气中的能量减少，分子间的相互作用力增强，水分子开始重新聚集形成液滴，从而形成冷凝现象。
冷凝速率也受到一些因素的影响，如温度、湿度和表面特性等。
多种类型液滴蒸发综述
2018年第37卷增刊1 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·19·化 工 进展多种类型液滴蒸发综述柴琳，杨文哲，刘斌，陈爱强（天津商业大学，天津市制冷技术重点实验室，天津 300134）摘要：液滴蒸发过程是伴随着复杂变化但又没有统一且充分认知的的过程，是目前一个重要的研究热点，在许多科学应用中起到关键作用。
本文介绍了液滴蒸发的历史研究过程，综述了3种不同类型液滴，即纯液滴、二元混合溶液液滴和聚合物溶液液滴蒸发过程的研究成果，分析了液滴蒸发过程中和蒸发结束后沉积物的影响因素，简述了液滴的研究成果在实际生活中的应用。
现有研究表明，不同类型液滴的蒸发过程受到多种因素的影响，比如溶液中的纳米粒子、环境温度和压力等。
这些因素还会影响到沉积物的图案和大小。
目前，研究人员已经研究出典型的液滴蒸发过程（接触线固定和接触角固定模式），讨论出液滴蒸发基本理论。
对一些常见的二元及多元溶液，研究人员已经发现它们与纯溶液蒸发过程的不同之处，并且已经在科学界进行了大量的研究及讨论，建立出数学模型。
最后重点介绍了液滴蒸发在医学领域的研究成果、应用和未来发展的方向，比如通过生物液滴蒸发后的沉积物的纳米层，跟正常沉积物对比结果来检测疾病等。
最后对液滴蒸发理论的现状、潜力和未来发展需求进行了总结和展望。
关键词：蒸发；纳米粒子；纳米技术；沉积物中图分类号：TK124 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）s1–0019–10 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1476Various types of droplet evaporation: summarizeCHAI Lin , YANG Wenzhe , LIU Bin , CHEN Aiqiang(Tianjin University of Commerce, Tianjin Key Lab of Refrigeration Technology, Tianjin 300134, China)Abstract : Droplet evaporation is a complex process that is accompanied by complex changes but notuniform and well recognized, and this is an important research hotspot and plays a key role in many scientific applications. This paper introduces the historical research process of droplet evaporation, and this research results of three different types of droplets evaporation processes are reviewed, such as pure droplets, binary mixed solution droplets and polymer solution droplets. The influencing factors of droplet evaporation and sediment after evaporation were analyzed, and the application of droplet research results in real life is briefly introduced. Existing studies have shown that the evaporation process of different types of droplets is affected by a variety of factors, such as nanoparticles in solution, ambient temperature, pressure and so on. And these factors also influence the pattern and size of the sediment. Currently, researchers have developed a typical droplet evaporation process (contact line fixation and contact Angle fixation mode), and the basic theory of droplet evaporation has been discussed. For some common binary and multi-component solutions, researchers have found that their evaporation process differ from the pure solution evaporation process, and have done a lot of research收稿日期：2018-07-15；修改稿日期：2018-09-03。
温度 疏水作用
温度疏水作用温度是物体内部分子运动的一种表现形式，也是物体与外界环境热交换的重要指标。
疏水作用是指物体表面对液体的排斥性，即液体在物体表面形成的一种特殊现象。
本文将探讨温度对疏水作用的影响及其原理。
一、温度与疏水作用的关系温度对物体表面的疏水性有着明显的影响。
一般来说，当温度升高时，疏水作用增强，物体表面对液体的排斥性增强，液滴更容易在物体表面滚动或弹开。
这是因为温度升高会使物体表面分子的热运动加剧，分子间的相互作用减弱，从而导致疏水性增强。
二、温度对液滴形态的影响在温度变化的条件下，液滴的形态也会发生变化。
当温度较低时，液滴通常呈现圆形，这是因为液滴表面张力使液滴尽量减小表面积，形成球面。
而当温度升高时，疏水作用增强，液滴表面张力减小，液滴倾向于展开，形成扁平或不规则形状。
三、温度对疏水材料的选择影响温度对疏水材料的选择也有一定影响。
一般来说，高温下疏水性能较好的材料有铜、铝、不锈钢等，这些材料在高温环境下能够保持较好的疏水性能。
而在低温环境下，疏水性能较好的材料有聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯等，这些材料在低温下能够保持较好的疏水性能。
四、温度与液体接触角的关系液体在物体表面形成的接触角是评价疏水性能的重要指标之一。
温度的变化对接触角有明显的影响。
一般来说，当温度升高时，疏水性能增强，接触角增大；而当温度降低时，疏水性能减弱，接触角减小。
五、温度对液体在疏水材料上滚动的影响液体在疏水材料表面滚动的速度也与温度有关。
一般来说，当温度升高时，液体在疏水材料上滚动的速度增加，滚动更顺畅；而当温度降低时，液体在疏水材料上滚动的速度减慢，滚动更困难。
六、温度对疏水作用的原理疏水作用的原理主要与物体表面的微观结构和分子间力的相互作用有关。
一般来说，物体表面具有一定的粗糙度，存在微小的凹陷和凸起，这些凹陷和凸起在微观尺度上形成了许多小的空隙。
当液体接触到物体表面时，液体分子与物体表面之间的相互作用力主要由两部分组成：吸附力和表面张力。
蒸发的影响因素
蒸发的影响因素蒸发是指液体变成气体的过程，而这个过程受到很多因素的影响。
下面将介绍一些主要的影响因素。
首先，温度是影响蒸发的最重要因素之一。
温度增加会导致液体分子动能增加，从而使液体中的分子逃逸成为气体。
正因如此，常常在夏季的高温天气下蒸发现象十分明显。
相反，当温度降低时，液体中的分子动能减小，蒸发的速率也会减慢。
其次，湿度也会对蒸发产生影响。
湿度是指空气中所含水蒸气的含量。
如果湿度很高，那么空气中的水蒸气已经饱和，此时蒸发就会受到限制。
相反，如果湿度较低，空气中的水蒸气含量较少，蒸发则能够更快地进行。
这也可以解释为什么在干燥的沙漠地区水分蒸发得特别快。
第三，风速也是一个重要的因素。
风能够将水分子带走，从而加快了液体表面的蒸发。
风速越大，蒸发速率就越快。
此外，液体的表面积也会对蒸发产生影响。
表面积较大的液体可以更快地蒸发。
例如，将一杯水倒在平底盘上，与将同样的水分装在杯子中相比，前者的蒸发速率会更快。
另外，液体的浓度也会影响蒸发速率。
浓度越高，蒸发速率就越慢。
这是因为浓度高的液体中，溶质的存在会阻碍液体分子的蒸发。
最后，大气压强也对蒸发起到一定的影响。
大气压强较低时，液体中的分子更容易蒸发。
这也是为什么在高海拔地区煮东西时间会更长的原因之一。
通过以上的讨论，我们可以看出蒸发受温度、湿度、风速、液体表面积、液体浓度和大气压强等多个因素的影响。
这些因素相互作用，决定了蒸发的速率和程度。
了解这些影响因素将有助于我们更好地理解蒸发的机制，并且有助于在实际应用中做出合理的判断和控制。
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在 接 触边 界 的轮 廓上 容易 产 生一 层 薄 的颗粒 聚集 ， 聚集 层快 速蒸 发 后 就 形 成 “ 缘 ” 的沉 积 类 型 ． 边 状 而
收 稿 日期 ： Ｏ Ｏ ２ Ｏ ２ １一１ 一 １ 基金项 目：同济大学青年优 秀人才培养行动计划（ ３０ １０ ３ ， １ ３ ２９ ９ ） 第 一 作 者 ： 哲 岩 （９ ８ ）男 ，副 教 授 ， 学 博 士 ， 要 研 究 方 向 为 实 验流 体 力 学 ． － ｉ ｚ ｅａｊ ＠ ｔｎｊ ｅ ｕ ｃ 金 １７ ， 工 主 Ｅ ｍａｌ ｈｙ ｎｉ ｏ ｇｉ ｄ ． ｎ ： ｎ ．
采用 实 验 和 数值 模 拟 的方法 ， 究 了马 兰 戈 尼效 果 研
和 浮力 对 悬 挂液 滴 的影 响 ， 悬挂 着 液 滴 的 实验 板 对 的温 度 突然增加 或 降低 以研究 瞬 时 的加热 和 冷却 过 程． 他们对 不 同黏性硅 油 的研究 表 明 ， 马兰 戈 尼效 果 对液滴 内的速度 和温 度分 布 影 响 较 大 ． ｉ ｅ ｐｒ＿ Ｒｓ ｎ ａｔ］ ｔ ３ 通过 理 论 和 实验 的方 式 ， 究 了 马 兰戈 尼 热 流动 并 研 建立 了一 套 标 准来 界 定 它 的影 响 ， 发 现 回流 的方 并
铜、 铝和 不锈钢 表 明上 的蒸 发 与核 化 过程 ， 测 量 了 验 平 板 的下 方 为 水 浴制 冷 器 ， 所 用 的循 环 液 是 防 并 其 液滴 高度 、 湿润 半径 和接触 角 随时 间 的动 态演 化 ． 倪 冻 剂和冷 却 剂 的混 合 物． Ｎｄ ＹＡＧ 激 光 器 （ ｗ 从 ： Ｎｅ 培永 等 人 采 用 单 液 滴 非 平 衡 蒸 发 的 数 学 物 理 模 Ｗａ ｅ 发射 出的 ５ ２ｎ 的激 光 脉 冲 ， 经 过光 学 狭 ］ ｖ） ３ ｍ 在 型， 研究 了静止 环境 中甲醇液滴 的 瞬态蒸发 特性 ． 缝 后产生 约 ６ ０／ 宽 的激光 光片． ０ ， ｍ 此激 光光 片照 亮 在有 关接触 角方 面 ， 究 人 员 发 现 两 类 普 遍 的 液 滴正 中部 的粒子 ， 由 Ｃ Ｄ（ ｅ ｓ ａ 研 并 Ｃ Ｓ ｎ ｉ ｍ，Ｃ ｏ ｅ 相 ｃ ｏｋ） 蒸发 行 为 ： 接 触 角 与 恒 接 触 面 积 ． 据 Ｅ ｂｌ 恒 根 ｒ ｉ等 机 捕获 到照亮 后粒 子 的图像 ． 字延 迟 发生 器 （ ＮＣ 数 Ｂ
金 哲 岩 胡 晖 ，
（． １ 同济大学 航空航 天与力学学院 ， 上海 ２ ０ ９ ；２爱荷华州立大学 航 空工程系 ， ００２ ． 美国 埃姆斯 ５ ０ １ ０１）
摘 要 ： 细 研 究 了不 同接 触 面 温 度 对 液 滴 蒸 发 过 程 的 影 响． 详
目前 ， 滴 广 泛 应 用 在 Ｄ Ａ分 子 显 像 、 液 Ｎ 自净 吸 附材 料 及 喷 墨打 印 等 微 流体 领 域 ． 而在 与 液 滴 微 然 纳米 尺度相 关 的诸 多现 象上 ， 马 兰格 尼效 应 、 发 如 蒸
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过程 、 滴 与 固体 表 面 的接 触 角 等方 面 的研 究 并 不 液
通过分析液滴 中间平面的粒子 图像 ， 首先 阐述 了接触面 温度 对液滴 内漩涡流动 的影响 ， 并指 出液 滴周 围水 汽的凝结 过程 对液滴底部成像 的影响． 然后计算 了不 同接触 面温度条 件下 液滴 的量纲一体 积与接 触角 随时 间的变化 曲线． 果表 明 ， 结 随着接触 面温度 的降低 ， 液滴 的量纲一体积 和接触 角减 少 的 速度都变慢 ， 在接触 面温度较低 的时候 （ 例如 ５Ｃ） 液滴 的量 。 ， 纲一体积 和接触角都 因空气 中水汽凝结过程的影响而增大． 关键词 ： 液滴 ； 接触面温度 ； 接触角 ； 液滴量纲一体积
向取 决 于接触 角与平 板和 液体 热传 导 系数 的 比率两
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第 ４ 第 ３期 Ｏ卷
２１ ０ ２年 ３月
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版） 自
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳ Ｉ Ｎ Ｅ Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ Ｊ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴ （ Ａ Ｕ Ａ Ｃ Ｅ Ｃ ）
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文 章 编 号 ： ２ ３３ ４ （ ０ ２０ —４ ５０ ０ ５ —７ Ｘ ２ １ ）３０ ９ —４
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接 触 面 温 度 对 表 面 液 滴 蒸 发 过 程 的 影 响
同表面 （ 亲水 与疏水 表面 ） 沉积 的情况 ， 究 表 明 ， 下 研
在 亲水 性表 面 ， 发过程 的接 触 面积 一般 保 持 不变 ， 蒸
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ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｃｓ．
状态．ｎ Ｕ ｏ等人 Ｅ研 究 了液 滴 中胶 质悬 浮颗 粒 在 不 ］
１ 实验 装 置
如 图 １所 示 ， 径 约 为 ２ ９ｍｍ 并 混 有 荧 光 粒 直 ．
发后形 成一 个点 状 的沉 积 ． 他们 指 出 ， 聚集 层 的形 子 （ 薄 直径 ６ ｍ，Ｄ ｋ ｃ ｎ ｉｃ 和 酒 精 的去 离 子 水 ｕ ｅＳ ｉ ｔ ｉ） ｅ ｆ 成是 产 生 何 种沉 淀 的关键 ， 与液 滴 内部 的液 体 流 滴 被 注射 器 滴 到 实验 平 板 上． 滴 中 的粒 子 密 度 约 这 水 动是分 不开 的 ． 王晓东 等人 ｌ观察 了 ５ Ｌ小水 滴 在 为 １ ５ ０ ７ ］ ． ×１ 个 ・ Ｌ ， 精 的体积 分数 约为 ５ ． 一 酒 实
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版） 自
第４ Ｏ卷
在疏 水性 表面 ， 接触表 面一 般是 不 断缩 小 的 ， 虽然 这
种缩 小 的趋 势会 受 到 边 缘沉 积 颗 粒 的 阻挡 ， 随蒸 但
发 的进 行 缩 小 的趋 势 会更 占优 势 ， 随着 液滴 体 积 的 减小 ， 大量颗 粒 集 中在 中心 的一 个 区域 ， 后 液滴 蒸 最
液滴 蒸 发 时 的界 面特 征 ， 分 之 为 三 大 种 类 ： 发 并 蒸
时， 液滴 界 面保 持平 稳 呈 圆形 的 ， 稳定 型 （ 环 己 为 如 烷、 四氯 化碳 ） 蒸 发 时 产生 巨大 波 动并 且 界 面 呈现 ； 锯齿 状 的 ， 为不 稳定 型 （ 甲醇 、 精 ） 而 介 于 两者 如 酒 ； 中间的是 次稳定 型 （ 乙酸 乙酯 、 如 二氯 甲烷 ） 他们 进 ．