Сушка капли воды

[AlexLib]

Цитата:

капля воды, достаточно малая, чтобы считаться сферической

[Tim]

Через некотрое время после начала опыта, у висящей капли нижняя часть будет холоднее верхней, а у лежачей нижняя теплее верхней, то есть возможна конвекция. Конвекция возникает крогда достигнута неустойчивость, зависимая от вязкости и температуры. Если конвекция начнётся, лежачая капля испарится быстрее

[Munin]

Tim в сообщении #885399 писал(а):

у висящей капли низ будет холоднее верха, а у лежачей низ теплее верха

Это почему?

[Tim]

Ну испарение температуру понижает, а то на чем висит/сидит сохраняет отдавая...

[Munin]

Я подозреваю, в каплях такого размера условие конвекции не выполняется, впрочем, можно прикинуть.

Число Рэлея $\mathbf{Ra}=\dfrac{\rho_0 g\beta\,\Delta T\,L^3}{\alpha\mu}.$

$\rho_0$ для воды $=10^3\text{ кг}/\text{м}^3,$ для воздуха $\sim 1\text{ кг}/\text{м}^3.$
$\beta$ для воды $\sim 10^{-5}\text{ К}^{-1},$ для воздуха $\sim 10^{-3}\text{ К}^{-1}.$
$\alpha$ для воды $\sim 10^{-7}\text{ м}^2/\text{с},$ для воздуха $\sim 10^{-5}\text{ м}^2/\text{с}.$
$\mu$ для воды $\sim 10^{-3}\text{ Па}\cdot\text{с},$ для воздуха $\sim 10^{-5}\text{ Па}\cdot\text{с}.$

Для воды $\mathbf{Ra}$ получается грубо на порядок больше, чем для воздуха. Значение для капли размером 1 мм - примерно $\sim 1\cdot\Delta T$ (в градусах).

-- 08.07.2014 20:09:31 --

А вот критические значения $\mathbf{Ra},$ при которых начинается конвекция, лежат в порядках 1000.

[Zai]

Цитата:

Вот это мы так и не выяснили. Есть точка зрения, что более тяжёлым, есть противоположная точка зрения...

Если воздух сухой то, действительно, воздух с паром будет более легким и потолочные капли будут испаряются медленнее.
При влажном воздухе и капле макро размеров, испарившийся пар будет конденсироваться на микро каплях влажного воздуха, - тогда мой предыдущий вывод верен - потолочные капли будут испаряются быстрее.

(Оффтоп)

Вы Munin в очередной раз сформулировали задачу без консервативности по энергии - откуда будет браться энергия на парообразование?

[Munin]

Zai в сообщении #885708 писал(а):

Вы Munin в очередной раз сформулировали задачу без консервативности по энергии - откуда будет браться энергия на парообразование?

Капля остывает, а когда станет холоднее окружающего воздуха - нагревается им. Поверхность, на которой находится капля, тоже может в этом участвовать.

[Zai]

Цитата:

Поверхность, на которой находится капля, тоже может в этом участвовать.

Если температура поверхности существенно ниже температуры воздуха, она будет отсасывать пар и скорость испарения в обоих случаях увеличится.

(Оффтоп)

Цитата:

Капля остывает, а когда станет холоднее окружающего воздуха - нагревается им

Нет ли у Вас проблем с пониманием второго начала?

[Munin]

Zai в сообщении #886067 писал(а):

Если температура поверхности существенно ниже температуры воздуха

то это другая задача.

Zai в сообщении #886067 писал(а):

она будет отсасывать пар и скорость испарения в обоих случаях увеличится.

Точнее, вообще прекратится. Может даже начаться конденсация капель влаги на поверхности.

[AlexLib]

Исходная задача возникла в результате конкретного эксперимента или как чисто теоретическая проблема?

[Munin]

В результате жизненного наблюдения: если тарелку положить горизонтально, то кажется, что она сохнет дольше, чем если поставить вертикально на сушилку. Но постановка несколько отошла от этой ситуации :-)

[AlexLib]

У меня такое же наблюдение, но тут дело в стекании воды : на вертикальной тарелке есть "долго не высыхающая капля" в нижней точке. Поэтому через 15-30 мин я поворачиваю тарелку на 30-90 град., а еще через 30 мин убираю (окончательно высохшую) в стол.

[Munin]

Да, разумеется. Но меня заинтересовало, что есть кроме стекания.

[Lukum]

Конвекция.

[Munin]

И как мы без вас не догадались.