环境压力对双组分运动液滴蒸发特征影响的理论研究

为获得亚临界条件下，环境压力对双组分运动液滴蒸发特性的影响规律，基于多组分液滴蒸发模型，对癸烷—乙醇二元混合液滴在高温氮气环境下的运动蒸发过程开展模型研究。通过模型计算，获得了液滴内部浓度分布、温度分布和液滴速度随时间的变化；分析了在环境压力0.1mpa和2mpa下，不同浓度液滴温度、尺寸及表面乙醇浓度的变化特征。结果表明:双组分液滴运动蒸发过程中，内部存在显著浓度和温度梯度，传热扩散快于传质扩散。常压环境下，液滴温度经历瞬态加热和平衡蒸发两个阶段，而高压环境下，液滴温度逐渐升高至接近环境温度。双组分液滴蒸发过程中由于组分浓度随时间变化，其无量纲尺寸随时间变化明显偏离“d2理论”；环境压力越高，液滴运动的贯穿距离越短，蒸发速率越慢。乙醇浓度对液滴蒸发速率的影响有两方面:蒸发前期，乙醇浓度越高，液滴蒸发速率越快；而蒸发后期，乙醇浓度越高，液滴蒸发速率反而越慢。