摘要

液滴蒸发在空调、传热强化及农药高效利用等领域均有重要意义。以往理论研究主要基于静止空气,忽略了气流的影响。本文建立了存在空气对流传热传质的二维固着液滴蒸发数值模型,并通过COMSOL求解;反映了流动空气对液滴内部流动、温度分布及蒸发速率的影响并进行了实验验证。结果表明,液滴顶部的蒸发速率最大,从而产生了由底部向上的温度梯度,引发了液滴内部的Marangoni流动。由于气流促进了液滴蒸发,与背风侧相比,迎风侧液滴表面的蒸发量更大,其内部流动也更为剧烈。提高风速可以降低液滴周围空气的平均相对湿度,从而增强传热传质能力;提高空气与液滴之间的温差或湿度差能够提高两者之间的饱和水汽分压差,加快水分转移。