気液界面からの物質流入をともなう液膜内マランゴニ対流の数値解析

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2成分ヒートパイプの凝縮部でみられるような，自由表面からの物質流入をともなう場合のマランゴニ対流について，気液界面の変形を考慮した境界適合座標を用いて数値解析を行なった．その結果，凝縮面が平面の場合には無重力場でも凝縮液膜は安定に存在し，凝縮量およびマランゴニ力が凝縮部全体にわたって一様のときには，液膜厚さ分布は初期状態によらず，マランゴニ数Maなどの値によって決まる一定の分布形に収束すること，Boが特に大きくなるとヒートパイプが水平であっても液面高さの違いによる重力の作用がマランゴニ力に打ち勝って液帰還が不能になることがあること，Maの値が特に小さくない場合（Ma≧105）には定常状態における液膜厚さ分布および液流速分布はNusseltの膜状凝縮理論に基づくものとは異なるが，単純な平行流モデルから算出される値に近い結果を与えることを示した．また，凝縮部中にマランゴニ効果が生じない部分が存在しても，この付近の液膜厚さが増加するだけで液帰還が不能になるわけではないこと，液が凝縮部端の内壁面と濡れやすい場合や，凝縮部端付近でマランゴニ効果が生じない場合には，液膜厚さ分布は接触角の影響を受けることを明らかにした．
社団法人　化学工学会の論文
2003-05-20

気液界面からの物質流入をともなう液膜内マランゴニ対流の数値解析

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