Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі
Представленi результати дослiдження процесу випаровування одиночних крапель нижчих спиртiв – етанолу, бутанолу та їх бiнарних сумiшей з початковим розмiром крапель 1,5–2,5 мм у нагрiтому повiтрi при атмосферному тиску. Показано, що друга точка перегину на часовiй залежностi температури i квадрата дi...
Збережено в:
| Видавець: | Publishing house "Academperiodika" |
|---|---|
| Дата: | 2023 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023159 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Організація
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2023159 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20231592023-11-29T15:44:25Z Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі Evaporation of Droplets of Binary Mixtures of Lower Monohydric Alcohols in Heated Air Kopiyka, O.K. Kalinchak, V.V. Chernenko, A.S. evaporation alcohols solution droplet thermocouple випаровування спирти розчин крапля термопара Представленi результати дослiдження процесу випаровування одиночних крапель нижчих спиртiв – етанолу, бутанолу та їх бiнарних сумiшей з початковим розмiром крапель 1,5–2,5 мм у нагрiтому повiтрi при атмосферному тиску. Показано, що друга точка перегину на часовiй залежностi температури i квадрата дiаметра дозволяє роздiлити час випаровування на двi стадiї: 1) одночасне випаровування обох спиртiв з переважним вмiстом бiльш летючого спирту та 2) стадiї випаровування важколетючого спирту. Термопара, що в умовах експерименту нагрiвалася в печi, приводила до зменшення часу випаровування краплi i збiльшення стацiонарної температури випаровування краплi. При температурах повiтря, вищих за температуру кипiння рiдинного палива рiзниця мiж температурами газового середовища i поверхнi краплi, що випаровується, лiнiйно залежить вiд температури газового середовища. Запропоновано формулу для розрахунку в нагрiтому повiтрi температури випаровування краплi бiнарного розчину, що дозволяє оцiнити температуру, при якiй починається квазистацiонарне випаровування краплi з малою швидкiстю збiльшення температури. При розрахунках використовувалася температурна залежнiсть питомої теплоти пароутворення та вiдмiннiсть числа Льюїса вiд одиницi. Наголошується на необхiдностi врахування течiї Стефана в фiзико-математичному моделюваннi. The results obtained while studying the evaporation process of single droplets of lower alcohols – ethanol, butanol, and their binary mixtures – with initial droplet sizes of 1.5–2.5 mm in heated air at the atmospheric pressure are reported. It is shown that the second inflection points in the time dependences of the temperature and the squared droplet diameter allow the evaporation time interval to be divided into two stages: 1) the simultaneous evaporation of both alcohols with a higher content of the more volatile alcohol and 2) the evaporation of the less volatile alcohol. The application of a thermocouple, which was heated in the oven under experimental conditions, diminished the droplet evaporation time and increased the stationary temperature of the droplet evaporation. At air temperatures higher than the boiling point of the liquid fuel, the temperature difference between the gaseous medium and the evaporating droplet surface depended linearly on the gaseous environment temperature. We propose a formula for calculating the evaporation temperature for a droplet of a binary solution in heated air, which allows estimating the temperature at which the quasi-stationary evaporation of the droplet begins provided a low rate of temperature growth. In the calculations, temperature dependence of the specific vaporization heats and the difference of the Lewis number from unit. The emphasis is made on the necessity of taking the Stefan flow into account when performing the physical and mathematical simulations. Publishing house "Academperiodika" 2023-11-29 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023159 10.15407/ujpe68.10.660 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 68 No. 10 (2023); 660 Український фізичний журнал; Том 68 № 10 (2023); 660 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe68.10 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023159/3037 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023159/3038 Copyright (c) 2023 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
evaporation alcohols solution droplet thermocouple випаровування спирти розчин крапля термопара |
| spellingShingle |
evaporation alcohols solution droplet thermocouple випаровування спирти розчин крапля термопара Kopiyka, O.K. Kalinchak, V.V. Chernenko, A.S. Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| topic_facet |
evaporation alcohols solution droplet thermocouple випаровування спирти розчин крапля термопара |
| format |
Article |
| author |
Kopiyka, O.K. Kalinchak, V.V. Chernenko, A.S. |
| author_facet |
Kopiyka, O.K. Kalinchak, V.V. Chernenko, A.S. |
| author_sort |
Kopiyka, O.K. |
| title |
Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| title_short |
Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| title_full |
Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| title_fullStr |
Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| title_full_unstemmed |
Випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| title_sort |
випаровування крапель бінарних сумішей нижчих одноатомних спиртів у нагрітому повітрі |
| title_alt |
Evaporation of Droplets of Binary Mixtures of Lower Monohydric Alcohols in Heated Air |
| description |
Представленi результати дослiдження процесу випаровування одиночних крапель нижчих спиртiв – етанолу, бутанолу та їх бiнарних сумiшей з початковим розмiром крапель 1,5–2,5 мм у нагрiтому повiтрi при атмосферному тиску. Показано, що друга точка перегину на часовiй залежностi температури i квадрата дiаметра дозволяє роздiлити час випаровування на двi стадiї: 1) одночасне випаровування обох спиртiв з переважним вмiстом бiльш летючого спирту та 2) стадiї випаровування важколетючого спирту. Термопара, що в умовах експерименту нагрiвалася в печi, приводила до зменшення часу випаровування краплi i збiльшення стацiонарної температури випаровування краплi. При температурах повiтря, вищих за температуру кипiння рiдинного палива рiзниця мiж температурами газового середовища i поверхнi краплi, що випаровується, лiнiйно залежить вiд температури газового середовища. Запропоновано формулу для розрахунку в нагрiтому повiтрi температури випаровування краплi бiнарного розчину, що дозволяє оцiнити температуру, при якiй починається квазистацiонарне випаровування краплi з малою швидкiстю збiльшення температури. При розрахунках використовувалася температурна залежнiсть питомої теплоти пароутворення та вiдмiннiсть числа Льюїса вiд одиницi. Наголошується на необхiдностi врахування течiї Стефана в фiзико-математичному моделюваннi. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023159 |
| work_keys_str_mv |
AT kopiykaok viparovuvannâkrapelʹbínarnihsumíšejnižčihodnoatomnihspirtívunagrítomupovítrí AT kalinchakvv viparovuvannâkrapelʹbínarnihsumíšejnižčihodnoatomnihspirtívunagrítomupovítrí AT chernenkoas viparovuvannâkrapelʹbínarnihsumíšejnižčihodnoatomnihspirtívunagrítomupovítrí AT kopiykaok evaporationofdropletsofbinarymixturesoflowermonohydricalcoholsinheatedair AT kalinchakvv evaporationofdropletsofbinarymixturesoflowermonohydricalcoholsinheatedair AT chernenkoas evaporationofdropletsofbinarymixturesoflowermonohydricalcoholsinheatedair |
| first_indexed |
2024-03-30T03:10:08Z |
| last_indexed |
2024-03-30T03:10:08Z |
| _version_ |
1804810395786936320 |