Numerical Study of Thin Liquid Layer Flow with Evaporation

  • Е.В. Резанова Altai State University (Barnaul, Russia) Email: katerezanova@mail.ru
Keywords: the thin layer approximation, the equation of a thin layer, evaporation, generalized conditions on the interface, the numerical algorithm

Abstract

In the paper, the numerical study of a thin layer of a viscous incompressible fluid followed by a co-current gas flow is conducted. The liquid flows on an inclined non-uniformly heated solid surface under the action of gravity. The classical convection equations and the generalized kinematic, dynamic, and energy conditions on thermocapillary boundary are used as a mathematical model. Conditions can be significantly simplified due to parametric analysis of the equations for thermocapillary boundary. The evolution equation derived from the kinematic condition determines the liquid layer thickness change. A numerical algorithm for evaluation of the liquid layer thickness is proposed. Results of numerical simulation of the film motion are presented for the system with ethanol liquid under the action of a nitrogen stream. A comparison of results of numerical simulation based on equations of Oberbeck-Boussinesq and Navier-Stokes equations, and heat transfer is demonstrated. The influence of solid surface incidence angle and solid surface heating conditions on liquid layer flow particularities is investigated.

DOI 10.14258/izvasu(2016)1-30

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biography

Е.В. Резанова, Altai State University (Barnaul, Russia)
ассистент кафедры информатики

References

Oron A., Davis S.H., Bankoff S.G. LongScale Evolution of Thin Liquid Films // Reviews of Modern Physics. — 1997. — V. 69 (3).

Miladinova S., Slavtchev S., Lebon G., Legros J.-C. Long-Wave Instabilities of NonUniformly Heated Falling Films // Fluid Mech. — 2002. — V. 453.

Кабов О.А., Кабова Ю.О., Кузнецов В.В. Испарение неизотермической пленки жидкости в микроканале при спутном потоке газа // ДАН. — 2012. — 446 (5).

Кабова Ю.О., Кузнецов В.В. Стекание неизотермического тонкого слоя жидкости с непостоянной вязкостью // ПМТФ. — 2002. — Т. 43, № 6.

Копбосынов Б.К., Пухначев В.В. Термокапиллярное движение в тонком слое жидкости // Гидромеханика и процессы переноса в невесомости : сб. научн. трудов. — АН СССР, Ур. научн. центр. — 1983.

Shklyaev O., Fried E. Stability of an evaporating thin liquid film // Journal of Fluid Mechanics. — 2007. — Vol. 584.

Гончарова О.Н., Резанова Е.В., Тарасов Я.А. Математическое моделирование термокапиллярных течений в тонком слое жидкости с учетом испарения // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2014. — № 1/1(81).

Гончарова О.Н., Резанова Е.В. Математическая модель течений тонкого слоя жидкости с учетом испарения на термокапиллярной границе раздела // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2014. — № 1/2(81).

Гончарова О.Н., Резанова Е.В. Построение математической модели течений в тонком слое жидкости на основе классических уравнений конвекции и обобщенных условий на границе раздела // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2015. — № 1/1(85).

Тарасов Я.А. Математическая модель конвективных течений жидкости с учетом испарения в приближении тонкого слоя. — Барнаул, 2014.

Iorio C.S., Goncharova O.N., Kabov O.A. Study of evaporative convection in an open cavity under shear stress flow // Microgravity Sci.Technol. — 2009. — V. 21 (1).

Iorio C.S., Goncharova O.N., Kabov O.A. Heat and mass transfer control by evaporative thermal pattering of thin liquid layers // Computational Thermal Sci. — 2011. — №3(4).

Гончарова О.Н. Моделирование течений в условиях тепло- и массопереноса на границе // Известия Алтйского гос. ун-та. — 2012. — № 1/2 (73).

How to Cite
Резанова Е. Numerical Study of Thin Liquid Layer Flow with Evaporation // Izvestiya of Altai State University, 1, № 1(89) DOI: 10.14258/izvasu(2016)1-30. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282016%291-30.