Features of the photophoretic motion of an evaporating droplet in a viscous non-isothermal binary gas medium

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

A theoretical description of the photophoretic motion in a viscous nonisothermal binary gas mixture of a large evaporating spherical droplet with significant relative temperature differences in its vicinity is carried out in the quasi-stationary approximation for small Reynolds and Pecle numbers. When describing the properties of a gaseous medium, a power-law type of dependence of the coefficients of molecular transport (viscosity, diffusion and thermal conductivity) and density on temperature was taken into account. Numerical estimates have shown the nonlinear nature of the dependence of the photophoretic force and velocity on the average temperature of the droplet surface.

全文:

受限制的访问

作者简介

N. Malai

Belgorod State National Research University

编辑信件的主要联系方式.
Email: malay@bsu.edu.ru
俄罗斯联邦, Belgorod

P. Sohan

Belgorod State National Research University

Email: sokhanp95@gmail.com
俄罗斯联邦, Belgorod

Yu. Shostak

Belgorod State National Research University

Email: juliashostak@mail.ru
俄罗斯联邦, Belgorod

参考

  1. Yalamov Yu.I., Kutukov V.B., Shchukin E.R. Theory of the photophoretic motion of the large-size volatile aerosol particle // J. Colloid&Interface Sci., 1976, vol. 57(3), pp. 564–571.
  2. Beresnev S.A., Kochneva L.B. The factor of asymmetry of radiation absorption and aerosol photophoresis // Optics Atmosph.&Ocean, 2003, vol. 16, no. 2, pp.134 — 141.
  3. Greene W.M., Spjut R.E., Bar-Ziv E. et al. Photophoresis of irradiated spheres: absorption centers // J. Opt. Soc. Amer. B, 1985, vol. 2, no. 6, pp. 998–1004.
  4. Preining O. Photophoresis //in: Aerosol Science / Ed. by Davis C.N. N.Y.: Acad. Press, 1966. pp. 111–135.
  5. Boren K., Hafman D. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. Moscow: Mir, 1986. 384 p. (in Russian)
  6. Volkovitsky O.A., Sedunov Yu.S., Semenov L.P. Propagation of Intense Laser Radiation in Clouds. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1982. 312 p. (in Russian)
  7. Ryazanov K.S., Popov I.V., Malai N.V. Calculation of the distribution of absorbed electromagnetic energy inside spherical particles // Svid. about the State Reg. of the Comput. Progr. no. 2010616043 14.09.2010.
  8. Hitoshi W., Hideaki M., Satoshi T., Masayori S. et al. Migration analysis of micro-particles in liquids using microscopically designed external fields // Anal. Sci. Japan Soc. for Anal. Chem., 2004, vol. 20 (3), pp. 423–434.
  9. Cheremisin A.A., Kushnarenko A.V. Photophoretic interaction of aerosol particles and its effect on coagulation in rarefied gas medium // J. Aerosol Sci., 2013, vol. 62, pp. 26–39.
  10. Smith D., Woods C., Seddon A., Hoerber H. Photophoretic separation of single-walled carbon nanotubes: a novel approach to selective chiral sorting // Phys. Chem. Chem. Phys. Roy. Soc. Chem. (RSC), 2014, vol. 16(11), pp. 5221–5228.
  11. Cortes J., Stanczak C., Azadi M., Narula M. et al. Photophoretic levitation: photophoretic levitation of macroscopic nanocardboard plates // Adv. Mater., 2020, vol. 32 (16), pp. 207–227.
  12. Schafer B., Kim J., Vlassak J., Keith D. Towards photophoretically levitating macroscopic sensors in the stratosphere // Appl. Phys., 2022, pp. 1–39.
  13. Malai N.V., Shchukin E.R., Stukalov A.A., Ryazanov K.S. Gravitational motion of a uniformly heated solid particle in a gaseous medium // J. Appl. Mech.&Tech. Phys., 2008, vol. 49, no. 1, pp. 74–80.
  14. Malai N.V., Ryazanov K.S., Shchukin E.R., Stukalov A.A. On the force acting on a heated spherical drop moving in a gaseous medium // J. Appl. Mech.&Tech. Phys., 2011, vol. 52, no. 4, pp. 63 — 71.
  15. Malai N.V., Limanskaya A.V., Shchukin E.R. Thermophoretic motion of heated large aerosol particles of spherical shape // J. Appl. Mech.&Tech. Phys., 2016, vol. 57, no. 2(336), pp. 164–171.
  16. Malai N.V., Limanskaya A.V., Shchukin E.R., Stukalov A.A. Photophoresis of heated large aerosol particles of spherical shape // Tech. Phys., 2012, vol. 82, no. 10, pp. 42–50.
  17. Malai N.V., Limanskaya A.V., Shchukin E.R. Solution of the boundary value problem for the Navier–Stokes equation linearized by velocity in the case of non-isothermal flow around a uniformly heated sphere by a gaseous medium // Diff. Eqns., 2015, vol. 51, no. 10, pp. 1328–1337.
  18. Landau L.D., Lifshits E.M. Vol. VI. Hydrodynamics. Moscow: Fizmatlit, 2003. 736 p. (in Russian)
  19. Bretschneider St. Properties of Gases and Liquids. Engineering Methods of Calculation. Moscow: Chemistry, 1966. 535 p. (in Russian)
  20. Vargaftik N.B. Handbook of Thermophysical Properties of Gases and Liquids. Moscow: Nauka, 1972. 720 p. (in Russian)
  21. Yushkanov A.A., Savkov S.A., Yalamov Yu.I. On the dependence of slip coefficients on the model of intermolecular interaction // J. Engng. Phys.& Thermophys., 1986, vol. 51, no. 4, pp. 686–687.
  22. Yalamov Yu.I., Poddoskin A.B., Yushkanov A.A. On boundary conditions in the flow of inhomogeneously heated gas around a spherical surface of small curvature // Dok I. AN USSR, 1980, vol. 237, no. 2, pp. 1047–1050.
  23. Happel J., Brenner G. Hydrodynamics at Small Reynolds Numbers. Moscow: Mir, 1976. 630 p. (in Russian)
  24. Kamke E. Handbook of Ordinary Differential Equations. Moscow: Lan, 2003. 576 p. (in Russian)
  25. Malai N.V., Shchukin E.R., Limanskaya A.V. Photophoresis of a large volatile spherical droplet at small temperature differences in its vicinity, taking into account thermal diffusion // Sci. Bull. Belgorod State Univ. Math.&Phys., 2009, vol. 17, no. 13(65), pp. 84–99.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Graphs of the dependence of the functions fph and fphm on the average surface temperature of the TiS particle.

下载 (50KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».