Evaporation of binary liquids from a capillary tube
Notice bibliographique
Résumé
Evaporation of multi-component liquid mixtures in confined geometries, such as capillaries, is crucial in applications such as microfluidics, two-phase cooling devices and inkjet printing. Predicting the behaviour of such systems becomes challenging because evaporation triggers complex spatio-temporal changes in the composition of the mixture. These changes in composition, in turn, affect evaporation. In the present work, we study the evaporation of aqueous glycerol solutions contained as a liquid column in a capillary tube. Experiments and direct numerical simulations show three evaporation regimes characterised by different temporal evolutions of the normalised mass transfer rate (or Sherwood number $Sh$ ), namely $Sh (\tilde{t} ) = 1$ , $Sh \sim 1/\sqrt {\tilde{t} }$ and $Sh \sim \exp (-\tilde{t} )$ , where $\tilde {t}$ is a normalised time. We present a simplistic analytical model that shows that the evaporation dynamics can be expressed by the classical relation $Sh = \exp ( \tilde{t} )\,\mathrm {erfc} ( \sqrt {\tilde{t} })$ . For small and medium $\tilde{t}$ , this expression results in the first and second of the three observed scaling regimes, respectively. This analytical model is formulated in the limit of pure diffusion and when the penetration depth $\delta (t)$ of the diffusion front is much smaller than the length $L(t)$ of the liquid column. When $\delta \approx L$ , finite-length effects lead to $Sh \sim \exp (-\tilde{t} )$ , i.e. the third regime. Finally, we extend our analytical model to incorporate the effect of advection and determine the conditions under which this effect is important. Our results provide fundamental insights into the physics of selective evaporation from a multi-component liquid column.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 ».