مطالعه تجربی و تحلیلی دینامیک تبخیر سطحی قطرات آب بر روی سطوح مختلف

در این تحقیق، دینامیک تبخیر سطحی قطرات آب بر روی سطوح با پسماند زاویه تماس مختلف، به صورت تجربی و تحلیلی مورد بررسی قرار می گیرد. تبخیر سطحی قطرات آب بر روی سطوح، عموماً در سه مرحله صورت می گیرد: مرحله سطح تماس ثابت، مرحله زاویه تماس ثابت و مرحله ترکیب که در آن سطح تماس و زاویه تماس توامان کاهش می‌یابد. حل معادله حاکم بر نرخ تبخیر قطره به دلیل نامعلوم بودن وابستگی زاویه تماس دینامیکی و شعاع تماس به زمان در طی تبخیر قطره، دشوار است. مشاهدات تجربی انجام شده در این تحقیق نشان می دهد که سطوح با پسماند بالا در بیشتر زمان تبخیر در مرحله سطح تماس ثابت قرار می گیرند و این در حالی است که قطره بر روی سطوح با پسماند پایین، در بیشتر مدت زمان تبخیر، فرآیند زاویه تماس ثابت را تجربه می کند. در ادامه مقاله، از این نتیجه استفاده شده و فرض می شود که کل فرآیند تبخیر بر روی سطوح با پسماند بالا و پایین در یک مرحله غالب صورت می گیرد و با استفاده از این فرض، معادله حاکم بر تبخیر قطره بر روی سطوح با پسماند بالا و پایین جداگانه و به صورت تحلیلی حل می گردد. هماهنگی بالایی بین نتایج به دست آمده از این تحلیل تیوری با داده های تجربی مشاهده می شود که اعتبار مدل تحلیلی پیشنهادی را تایید می کند.