Capillary-Driven Ejection of a Droplet from a Micropore into a Channel: A Theoretical Model and a Computational Fluid Dynamics Verification
Notice bibliographique
Résumé
In this work, the problem of re-ejection of a permeating droplet through a membrane pore back to the feed channel when the transmembrane pressure (TMP) becomes zero is investigated. This problem is important in the context of oily water filtration using membranes. In particular, in the novel periodic feed pressure technique (PFPT), which has been proposed to combat membrane fouling, the TMP alternates between the operating value and zero in a periodic manner. During the period in which TMP is high, filtration occurs, and when it is zero, cleaning commences. We are particularly interested in what happens to a droplet, initially undergoing permeation, when the TMP becomes zero. It is evident that when the TMP is zero the meniscus inside the pore reverses its motion toward the feed channel rather than toward the permeate side by the action of interfacial tension force. A theoretical model is built to determine the rate at which the meniscus inside the pore advances when the TMP is zero. The conservation of momentum equation is used to establish a one-dimensional model that updates the location of the meniscus with time. The derived model considers both quasi-static and dynamic scenarios. In addition, the model accounts for both the viscosity contrast between the two fluids, as well as the gravity. A computational fluid dynamics (CFD) simulation has been built to provide a framework for model verification and validation. The model, based on quasi-static conditions, provides an overall similar trend to that obtained via CFD analysis. Nevertheless, the quasi-static model predicts a more rapid meniscus advancement inside the pore than the CFD simulation. When the dynamic contact angle is incorporated, very good matching is observed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».