تبخیر همرفتی یک قطره آب-استون

این مدل تبخیر یک قطره را توصیف می کند که از محلول غلیظ استون و آب تشکیل شده است. این پدیده همراه با حمل و نقل گونه های شیمیایی و انتقال حرارت بر روی مرزهای فاز (مرز مایع-گاز) و همچنین برای جریان چند فازی را به حساب می آورد.

قطره در معرض یک جت برخوردی گاز با رطوبت نسبی مشخص قرار می گیرد. فشار بخار آب و استون در سطح قطرات از فشار بخار جت برخوردی بیشتر است و در نتیجه باعث تبخیر می شود. این تبخیر توسط جت به دلیل جریان در امتداد سطح قطرات تسریع می شود. گرمای تبخیر نیز در مدل گنجانده شده است و دمای قطره متعاقباً در طول تبخیر کاهش می یابد. استون به دلیل فشار بخار بالاتر، سریعتر از آب تبخیر می شود. این همچنین نشان می دهد که ترکیب داخل قطره در طول زمان تغییر می کند. اندازه قطره به طور قابل توجهی کاهش می یابد تا زمانی که بیشتر استون از قطره خارج شود. وقتی فقط آب باقی می ماند، قطره با سرعت کمتری تبخیر می شود.

این مدل با ترکیب عملکرد برای تعادل بخار- مایع، جریان سیال، انتقال حرارت و مش متحرک تعریف می‌شود.

رابط حمل و نقل گونه های متمرکز برای حل انتقال جرم در بخار و قطره استفاده می شود. ویژگی واسط مخلوط بخار-مایع، تعادل بخار-مایع را در سطح قطرات تعریف می کند. مقادیر فشار بخار با استفاده از ویژگی سیستم ترمودینامیکی به دست می آید. رابط جریان لایه ای برای حل جریان سیال در بخار و قطره استفاده می شود. ویژگی رابط سیال-سیال، همراه با رابط مش متحرک، برای ردیابی موقعیت سطح قطرات استفاده می شود، در حالی که انتقال جرم تبخیری را نیز در نظر می گیرد. در نهایت، یک رابط انتقال حرارت در سیالات برای حل دمای بخار، مایع و سنگ مرمری که قطره روی آن قرار می‌گیرد، استفاده می‌شود. خواص وابسته به ترکیب تعریف شده هم در بخار و هم در مایع استفاده می شود.

مدل شامل دو مطالعه است. اولین مطالعه برای مقداردهی اولیه شکل قطره استفاده می شود. در اینجا فقط جریان سیال و مش متحرک حل می شود. در مرحله دوم، تبخیر با حل تمام رابط‌های فیزیک جفت شده و همچنین ردیابی رابط مدل‌سازی می‌شود.