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湾曲基板に付着した液滴の蒸発過程の理論モデル

Queen Mary University of Londonの研究グループが湾曲基板に付着した液滴の蒸発過程の理論モデルを構築しました。 本研究成果は、Langmuir (2020)に掲載されています。 この記事は下記論文の紹介記事です。 論文: Shen, Yang, et al. "Theoretical analysis of sessile evaporating droplet on curved substrate with interfacial cooling effect." Langmuir (2020). https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.langmuir.0c00850

付着した液滴の蒸発は自然界で広く見られる現象であり、同時に産業および科学における多数のアプリケーションにおいて行われる現象です。そのため、液滴蒸発の正確な予測は実際のアプリケーションにおいて大きな意味を持っています。 このような背景から同研究グループは、トロイダル座標で湾曲した基板上に付着した液滴蒸発のための拡散制御熱および物質移動のための包括的な理論モデルを構築しました。 蒸発物質移動は、気液液滴界面を横切る熱伝達、および湾曲した基板の固液界面を横切る熱伝達と結びついています。 また、液滴の蒸発に対する界面冷却、液滴と基板の熱伝導率、およびそれらの初期形状の影響が詳細に提供されています。 蒸発フラックスは通常、基板から液滴への熱伝導の距離が短いため、液滴の端近くで急激に増加します。 しかし、基板と液滴の熱伝導率が低い場合、端部での蒸発は本来の急激な増加から減少に逆転する可能性があることを確認しました。 このように界面蒸発冷却効果により、常に液滴の蒸発を抑制できます。 液滴が蒸発する時間は、熱伝導率比の減少、蒸発冷却数の増加、初期液滴接触角または湾曲した基板の接線角度の増加によって延長できます。 これらの発見は、湾曲した基板上での液滴蒸発の応用において非常に重要である可能性を示唆しています。 #液滴 #蒸発

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