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Influence of Nanoparticles on the Evaporation Behavior of Nanofluid Droplets: A Dh Law and Underlying Mechanism.
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-01-21 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b02669 Ruijin Wang 1 , Guosheng Pan 1 , Sheng Qian 1 , Long Li 1 , Zefei Zhu 1
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-01-21 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b02669 Ruijin Wang 1 , Guosheng Pan 1 , Sheng Qian 1 , Long Li 1 , Zefei Zhu 1
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The evaporation behaviors of droplet containing nanoparticles play an important role in nanofluid combustion, spray drying, and so on. The average evaporation rate of a nanofluid droplet will decrease sharply at the end stage of droplet evaporation because the aggregation of nanoparticles on the surface of the droplet results in a shell. To illustrate the microscopic mechanism for the variation of the average evaporation rate and surface tension caused by the copper nanoparticles on the surface of the water droplet, numerical simulations based on the Brownian dynamics are conducted to study the effects of nanoparticle behaviors on the average evaporation rate and surface tension for various initial volume fractions and various distributions of nanoparticles. The results show us that the nanoparticles' distribution and the initial volume fraction of nanoparticles will greatly affect the average evaporation rate of the nanofluid droplet. Therefore, a Dh law can be expected due to the effects of added copper nanoparticles on the evaporation behavior where h will vary with the initial volume fraction and distribution of nanoparticles. Comparisons to the published results indicate that the exponent h = 2.0 for pure liquid, h < 2.0 when lyophilic nanoparticles are added, and h > 2.0 when lyophobic nanoparticles are added. In general, the most important factors to affect the evaporation rate are the volume fraction, distribution, and lyophilic nature of nanoparticles.
中文翻译：
纳米颗粒对纳米流体液滴蒸发行为的影响：Dh规律及其潜在机理。
含纳米颗粒的液滴的蒸发行为在纳米流体燃烧，喷雾干燥等方面起着重要作用。纳米流体液滴的平均蒸发速率将在液滴蒸发的结束阶段急剧下降，因为纳米颗粒在液滴表面的聚集会形成壳。为了说明由水滴表面上的铜纳米颗粒引起的平均蒸发速率和表面张力变化的微观机理，基于布朗动力学的数值模拟进行了研究，以研究纳米颗粒行为对平均蒸发速率的影响。各种初始体积分数和纳米粒子的各种分布的表面张力。结果表明，纳米粒子的 纳米颗粒的分布和初始体积分数将极大地影响纳米流体液滴的平均蒸发速率。因此，由于添加的铜纳米颗粒对蒸发行为的影响，可以预期到Dh定律，其中h将随纳米颗粒的初始体积分数和分布而变化。与已发布结果的比较表明，纯液体的指数h = 2.0，添加亲液纳米颗粒时h <2.0，而添加疏液纳米颗粒h> 2.0。通常，影响蒸发速率的最重要因素是纳米粒子的体积分数，分布和亲液性。由于添加的铜纳米颗粒对蒸发行为的影响，可以预期到Dh定律，其中h将随纳米颗粒的初始体积分数和分布而变化。与已发布结果的比较表明，纯液体的指数h = 2.0，添加亲液纳米颗粒时h <2.0，而添加疏液纳米颗粒h> 2.0。通常，影响蒸发速率的最重要因素是纳米粒子的体积分数，分布和亲液性。由于添加的铜纳米颗粒对蒸发行为的影响，可以预期到Dh定律，其中h将随纳米颗粒的初始体积分数和分布而变化。与已发布结果的比较表明，纯液体的指数h = 2.0，添加亲液纳米颗粒时h <2.0，而添加疏液纳米颗粒h> 2.0。通常，影响蒸发速率的最重要因素是纳米粒子的体积分数，分布和亲液性。
更新日期：2020-01-22
中文翻译：
纳米颗粒对纳米流体液滴蒸发行为的影响：Dh规律及其潜在机理。
含纳米颗粒的液滴的蒸发行为在纳米流体燃烧，喷雾干燥等方面起着重要作用。纳米流体液滴的平均蒸发速率将在液滴蒸发的结束阶段急剧下降，因为纳米颗粒在液滴表面的聚集会形成壳。为了说明由水滴表面上的铜纳米颗粒引起的平均蒸发速率和表面张力变化的微观机理，基于布朗动力学的数值模拟进行了研究，以研究纳米颗粒行为对平均蒸发速率的影响。各种初始体积分数和纳米粒子的各种分布的表面张力。结果表明，纳米粒子的 纳米颗粒的分布和初始体积分数将极大地影响纳米流体液滴的平均蒸发速率。因此，由于添加的铜纳米颗粒对蒸发行为的影响，可以预期到Dh定律，其中h将随纳米颗粒的初始体积分数和分布而变化。与已发布结果的比较表明，纯液体的指数h = 2.0，添加亲液纳米颗粒时h <2.0，而添加疏液纳米颗粒h> 2.0。通常，影响蒸发速率的最重要因素是纳米粒子的体积分数，分布和亲液性。由于添加的铜纳米颗粒对蒸发行为的影响，可以预期到Dh定律，其中h将随纳米颗粒的初始体积分数和分布而变化。与已发布结果的比较表明，纯液体的指数h = 2.0，添加亲液纳米颗粒时h <2.0，而添加疏液纳米颗粒h> 2.0。通常，影响蒸发速率的最重要因素是纳米粒子的体积分数，分布和亲液性。由于添加的铜纳米颗粒对蒸发行为的影响，可以预期到Dh定律，其中h将随纳米颗粒的初始体积分数和分布而变化。与已发布结果的比较表明，纯液体的指数h = 2.0，添加亲液纳米颗粒时h <2.0，而添加疏液纳米颗粒h> 2.0。通常，影响蒸发速率的最重要因素是纳米粒子的体积分数，分布和亲液性。
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