Возникновение вихря в тонком горизонтальном слое жидкости под действием движущегося источника тепла

Теоретически проанализировано воздействие движущегося локального источника тепла на структуру течения в тонком слое жидкости на горизонтальной подложке. Рассмотрена двумерная задача в приближении пограничного слоя. Для случая малых значений числа Рейнольдса в сопровождающей системе координат получено стационарное уравнение, описывающее деформацию пленки жидкости. Полученное уравнение применимо, в частности, для условий горизонтального расположения подложки. Представлены результаты численных расчетов толщины пленки, давления и скорости жидкости для заданного модельного распределения температуры на свободной поверхности. В модели пренебрегается зависимостью вязкости и плотности жидкости от температуры, тепломассообменом и обменом импульсом с газовой фазой. Показано, что даже в отсутствие течения жидкости под действием гравитации движение локального источника тепла обеспечивает существование стационарного режима без разрыва пленки и образования сухого пятна. Полученные результаты теоретически обосновывают новую схему эксперимента по изучению явлений в неизотермических пленках жидкости.

Ключевые слова:
пленки жидкости, теплообмен, термокапиллярный эффект
Источник финансирования:
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 07-08-00296), Программы СО РАН (комплексный интеграционный проект № 2.13), а также Фонда содействия отечественной науке. Результаты могут быть использованы в учебном процессе при выполнении учебно-научных и научно-исследовательских работ студентами и аспирантами, в том числе – проходящими подготовку на базе Научно-образовательного центра в области энергетики и энергосберегающих технологий, созданного НГУ, ИТ СО РАН и ЦТТ СО РАН
УДК 532.6

Возникновение вихря в тонком горизонтальном слое жидкости под действием движущегося источника тепла