Довольно общей постановкой задачи с целью изучения нестационарного процесса испарения (роста) аэрозольной капли сферической формы получены обобщения известных для скорости изменения радиуса капли формул, применяемых для квазистационарного и нестационарного процессов испарения (роста) капли. Полученные формулы по сравнению с названными формулами позволяют учитывать ряд дополнительных факторов, влияющих на скорость изменения радиуса капли. В их числе: кривизна поверхности капли, коэффициент поверхностного натяжения, начальная разница температур у поверхности капли, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности парогазовой смеси, удельная теплота фазового перехода вещества капли, скачки концентрации и температуры, следовательно, и коэффициент испарения вещества капли. Проведён численный анализ полученных формул рассмотрением нестационарного процесса испарения капель воды. В частности, при этом сделан вывод о том, что границы применимости скачков концентрации и температуры при определённых значениях коэффициента испарения могут быть расширены на более крупные капли воды, чем это было до сих пор.
A rather general formulation of the problem in the study of the unsteady evaporation (growth) of a spherical aerosol droplet has been used to obtain generalizations of the formulae known for the rate of change in the droplet radius, used for quasi-stationary and non-stationary evaporation (growth) of the droplet. In comparison with the mentioned formulae, the formulae obtained make it possible to take into account a number of additional factors affecting the rate of change in the droplet radius. These factors include the curvature of the droplet surface, the surface tension coefficient, the initial temperature difference at the droplet surface, the thermal conductivity and thermal diffusivity of the vapor-gas mixture, the specific heat of the phase transition of the droplet substance, the concentration and temperature jumps, and the evaporation coefficient of the droplet substance. The formulae obtained are analyzed numerically by considering the unsteady process of evaporation of water droplets. In particular, it is concluded that the limits of applicability of concentration and temperature jumps at certain values of the evaporation coefficient can be extended to larger water droplets than it has been so far.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.