Анотація до роботи:

Загородня О.А. Вплив зовнішніх умов на швидкість інтенсивного випаровування крапель рідин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата фізико–математичних наук за спеціальністю 01.04.14 – теплофізика та молекулярна фізика. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2004.

В роботі представлені експериментальні та теоретичні дослідження з впливу зовнішніх факторів (буферного газу, температури, оптичного випромінювання та хімічно інертних домішок) на швидкість випаровування крапель рідин. На основі експериментальних даних отримано інтерполяційну формулу, що добре описує експериментальні дані по швидкості випаровування краплин води в ізотермічному режимі в різних паро-газових середовищах в дифузійному та перехідному режимах.

Експериментально встановлено, що в режимі опромінення швидкість випаровування краплин рідин, молекули яких мають відмінній від нуля електричний дипольний момент, збільшується порівняно зі швидкістю випаровування в темновому режимі та запропоновано напівфеноменологічну теорію цього ефекту.

Показано, що наявність малих концентрацій хімічно інертних по відношенню до води домішок (дихлорметан СН₂СІ₂ та трифтортрихлорметан С₂F₃СІ₃) та нонан (С₉Н₂₀) впливають на швидкість випаровування краплин води та льоду.

Основні результати даної роботи можна сформулювати наступним чином:

1. На основі експериментальних даних запропоновано інтерполяційну формулу для опису швидкості ізотермічного випаровування краплин води в атмосфері різних інертних та деяких органічних газів у дифузійному та перехідному режимах;

2. Вперше експериментально встановлено ефект збільшення швидкості випаровування краплин деяких органічних рідин (етилбензол, нітробензол) під дією слабкого оптичного випромінювання;

3. Розвинуто напівфеноменологічну теорію впливу оптичного випромінювання на швидкість випаровування краплин рідин;

4. Вперше експериментально встановлено вплив малих концентрацій домішок фреонів та нонану, наявних у паро-газовому середовищі, на швидкість випаровування крапель води та льоду.

Основні висновки з дисертаційної роботи можна сформулювати у формі наступних тверджень:

1. За умови ізотермічного процесу випаровування краплини концентрація пари поблизу поверхні краплини є пропорційною швидкості зміни площі поверхні краплини, а коефіцієнт пропорційності b не залежить від буферного газу та відносної вологості атмосфери і дорівнює b = 4*10³ кгс/м⁵;

2. Швидкість випаровування краплини в атмосфері різних інертних газів (гелій, неон, аргон, повітря, метан, етан) в дифузійному та перехідному режимах добре описується (як якісно, так і кількісно) запропонованою на основі експериментальних даних формулою (1.2).

3. Швидкість випаровування крапель полярних рідин (вода, нітробензол) зростає при їх опроміненні порівняно зі швидкістю випаровування у темновому режимі; Ефект зростання швидкості випаровування крапель полярних рідин при їх опроміненні оптичним випромінюванням однакової інтенсивності тим помітніший, чим більша величина електричного дипольного моменту молекул рідини;

4. Збільшення швидкості випаровування полярних рідин при освітлені, що спостерігалося в експериментах, якісно пояснюється формулою (1.8), яка враховує ефективне зменшення теплоти випаровування.

5. Присутність малих концентрацій хімічно інертних домішок в атмосфері, що оточує краплину, може помітно впливати на швидкість її випаровування. Зокрема, домішки фреону-30 та фреону-113 зменшують швидкість випаровування крапель води та льоду, при чому для льоду спостерігається більш помітний ефект, а малі концентрації домішок нонану збільшують швидкість випаровування крапель води.

Публікації автора:

1. V.N. Malnev, V.M.Nuzhnyi, O.A. Zagorodnya On the problem of evaporation of water droplets under action of light irradiation J. Phys.: Condensed Matter 14 (2002) pp.9469-9472.

2. Г.М. Вербинська, О.А. Загородня, В.М. Мальнєв, В.М. Нужний, Т.А. Чеусова Випаровування крапель нітробензолу під дією оптичного опромінення ISSN 053-1265 УФЖ, т.48, №5, 2003, стор. 428-434

3. Malnev V.N., Nuzhnyi V.M., Verbinskaya G.N., Zagorodnya O.A. Peculiarities of Water Droplet Evaporation at Constant Temperature. Ukrainian Journal of Physics, vol.48, 9, 2003, pp. 944- 949.

Результати досліджень по темі дисертації були представлені в матеріалах та тезах міжнародних конференцій [4 – 11], які додатково відображають наукові результати дисертації.

4. O.Zagorodnya, V. Nuzhnyi Evaporation rate of thermostated water droplets evaporating into different inert gas environments in diffusion and transitional regimes J. Aerosol Sci. Vol.28, Suppl.1, 1997, pp.501-502,

5. Нужный В.М., Чеусова Т.А., Загородняя О.А., Минашкин В.М. Экспериментальное исследование скорости испарения капель воды и льда в атмосфере сухого азота, содержащего пары дихлорметана при пониженных давлениях. Международная аэрозольная конференция, посвященная памяти проф. А.Г. Сутугина, Москва, 26-30 июня 2000. Труды конференции. Москва-2000, стр.100-105

6. Нужный В.М., Чеусова Т.А., Загородняя О.А., Минашкин В.М. Влияние динамической адсорбции паров дихлорметана на скорость испарения капель воды и льда в атмосфере сухого азота при пониженных давлениях. 19 конференция стран СНГ Дисперсные системы. Тезисы докладов. Одесса -2000, стр. 137-138.

7. V.M.Nuzhnyi, T.A. Cheusova, O.A. Zagorodnya, V.A. Zagaynov Intensive evaporation of nonan C9H20 droplets in dry nitrogen atmosphere in dark regime and under optical radiation Journal of Aerosol Science, Vol.32, suppl. 1, September 2001, ISSN 0021-8502, pp. S587-S588

8. V.N. Malnev, V.M.Nuzhnyi, O.A. Zagorodnya On the problem of evaporation of water droplets under action of light irradiation Theses of International Conference, Kyiv, Physics of Liquid matter: Modern Problems –2001, September 14-19, 2001, p.62

9. В.М. Нужный, Т.А. Чеусова, О.А. Загородняя Интенсивное испарение капель нонана С9Н20 в атмосфере азота в темновом режиме и при облучении ультрафиолетом. Збірник наукових праць Полтавського державного педагогічного університету імені В.Г.Короленка вип.2(16) серія “Фізико-математичні науки” Полтава 2001, стор. 120-125

10. Вербинская Г.Н., Загородняя О.А., Нужный В.М. Экспериментальные исследования скорости испарения капель нитробензола в темновом режиме и при оптическом облучении. Тезисы докладов ХХ научная конференция стран СНГ 23-27 сентября 2002 года, Одесса-2002, стр. c 48-49

11. V.N. Malnev, V.M.Nuzhnyi, G.N. Verbinskaya, O.A. Zagorodnya Evaporation of droplets of water and ice in atmosphere of dry nitrogen containing vapors of freon-113 and nonan the 2^nd International Conference Physics of Liquid Matter: Modern Problems Abstracts, p. 85