Испарение и кристаллизация капель раствора соли

Аннотация

В работе предложена новая математическая модель испарения и кристаллизации капель раствора соли на основе диффузионного приближения для описания процессов тепло- и массопереноса как между компонентами раствора, так и с окружающим воздухом. Использование заданного соотношения для концентрации соли в капле делает модель достаточно простой и, как следствие, привлекательной для внедрения в численные расчеты динамики аэрозолей. Введенные в модель управляющие параметры – число монокристаллов в образующейся сухой частице и отношение длин сторон монокристалла – могут быть определены по результатам эксперимента. Благодаря этому модель удобна для анализа морфологии кристаллических структур и оптимизации технологических процессов. Проведено сравнение предсказаний модели с экспериментальными данными по испарению и кристаллизации капли раствора хлорида натрия при различной влажности воздуха, которое показало хорошее качественное и количественное соответствия измеряемых и вычисленных характеристик. Вычислены закономерности изменения температуры капли от времени, которые показали возможность существования двух промежутков времени с практически постоянной температурой. В силу отсутствия аналогичных экспериментальных данных для температуры подобное поведение требует дальнейшего исследования.