ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Медленное (квазистационарное) испарение капли однокомпонентной жидкости в неподвижном воздухе при давлении, близком к атмосферному из "Пестицидные аэрозоли" Наиболее хорошо изученный случай испарения капли — медленное (квазистационарное) испарение сферической капли чистой (однокомпонентной, физически и химически однородной) жидкости, неподвижной по отношению к бесконечно протяженной однородной воздушной среде с давлением, близким к атмосферному. Этот случай был рассмотрен Максвеллом в конце прошлого столетия [1]. При этом он принял, что концентрация пара у поверхности капли равна концентрации Со насыщенного пара при температуре поверхности капли, т. е. что скорость процесса испарения определяется не его кинетикой, а только скоростью диффузии паров с поверхности капли в окружающую среду. Другими словами, было рассмотрено испарение капли, происходящее в диффузионной области, т. е. при условиях, когда диффузионная стадия процесса (диффузионный перенос паров от капли в окружающую среду) происходит несравненно медленнее, чем кинетическая стадия (вылет молекул из жидкости в окружающую среду с поверхности капли). Этот прием позволил резко упростить задачу, избежать рассмотрения наиболее сложной части процесса — кинетической и ограничиться анализом сравнительно хорошо изученного процесса молекулярной диффузии. [c.146] Граничные условия С=С при р=оо, и, согласно принятому условию протекания процесса в диффузионной области, С= =. Со при р= г, где г — радиус капли. [c.146] Из формулы (4.3) следует, что при диффузионном режиме скорость испарения пропорциональна не поверхности капли (как при кинетическом режиме), а ее радиусу. [c.147] Из формулы (4.5) следует, что площадь поверхности испаряющейся капли есть линейная функция времени. Формула Максвелла является частным случаем выведенной В. Срезневским [3] из принципа подобия теоремы скорость испарения подобных тел в газообразной среде пропорциональна их линейным размерам. [c.147] Формула Максвелла и все остальные приведенные выше формулы в равной степени относятся и к испарению, и к конденсации пара иа каплях. [c.147] Эта формула также выведена Максвеллом. Она показывает, что при сделанных выше предположениях понижение температуры капли не зависит от ее размера. [c.148] Упругость насыщенного пара Со есть определенная функция температуры капли Г Со=/(7 ). Подставив эту функцию в уравнение (4.11), получим зависимость температуры капли Г от параметров процесса Т , С , I, О, Х. [c.148] Приведенная здесь теория применима лишь при сравнительно небольших значениях разности Г . В частности, она применима при значениях Г —Г , характерных для испарения капель воды в атмосфере и капель пестицидов в воздухе при опрыскивании сельскохозяйственных культур. Она не может быть непосредственно использована применительно к испарению капель масляного раствора пестицида в термомеханическом генераторе пестицидных аэрозолей, а также в практически весьма важном случае испарения капель горючего при его сгорании в двигателях и в различных топочных устройствах. [c.148] Перейдем к экспериментальному исследованию испарения капель [2]. В работе [4] наблюдали за испарением капель, подвешенных на тонких нитях этим методом получены наиболее точные и надежные данные о скорости испарения капель как в неподвижной среде, так и в потоке. Формула Максвелла (4.6) получила в этих опытах первое полное количественное подтверждение значения коэффициента диффузии О, вычисленные по этой формуле в соответствии с данными опытов и найденные другим путем, различались не более чем на 5%. Удовлетворительное согласие между формулами (4.6), (4.11) и опытными данными получено и при исследованиях других авторов, обзор которых приведен в монографии [2]. Таким образом, максвелловскую теорию испарения капель следует считать подтвержденной опытами, а имеющиеся небольшие расхождения вызваны экспериментальными ошибками [2]. [c.148] Вернуться к основной статье