انتقال حرارت زمانی که یک ماده میجوشد، بسیار کارآمد است زیرا در این حالت دمای ماده ثابت میماند. از آنجا که گرما از سطح تماس بین مایع و بخار منتقل میشود، نیروی کشش سطحی نقش مهمی در مطالعه این پدیده دارد. محققینی همچون لودوویسی و همکارانش تاثیر عواملی مثل کنوکسیون مارانگونی، میدان مغناطیسی و نیروی شناوری ناشی از تفاوت دما را بر انتقال حرارت بررسی کردهاند که در همه این موارد، کشش سطحی یک عامل کلیدی است. همچنین، ریمکیویچ و زاپالوویچ اهمیت کشش سطحی را در فرآیند تبخیر قطرات در جوشیدن هستهای برجسته کردهاند.
به منظور مدل سازی و شبیه سازی بسیاری از مکانیزم های حاکم بر حرکت سیالات در محیط متخلخل، لازم است کشش سطحی و تنش میان رویه ی فازهای در تماس را مدل سازی کنیم. برای مدل سازی کشش سطحی از معادله ی حالت مکعبی استفاده می شود. علت استفاده از این نوع معادلات، عملکرد مناسب آنها در پیش بینی محاسبات تعادل فازی سیستم های شامل ترکیبات قطبی در مقایسه با معادلات حالت از نوع واندروالسی می باشد.
شرح فرآیند
روش مبتنی بر اندازهگیریهای انجام شده بر روی تصاویر دیجیتال قطرات در لحظه تشکیل آنها میباشد. اعتبارسنجی این روش با نتایج پژوهشگران دیگر صورت گرفته است. کشش سطحی بینابینی آب و تولوئن در بازه دمایی ۰.۱ تا ۹۶.۶ درجه سانتیگراد تعیین گردید. این مقدار تا دمای ۴۰ درجه سانتیگراد تقریباً ثابت بوده و سپس با شیب خطی تا دمای ۸۰ درجه سانتیگراد کاهش مییابد. پس از آن، کاهش شدیدی تا دمای ۹۶.۶ درجه سانتیگراد مشاهده میشود. تخمین عدم قطعیتهای مقادیر تعیین شده نیز انجام شده است. در دمایی نزدیک به نقطه جوش، فاز گازی ظاهر میشود و به همین دلیل، کشش سطحی قابل تعیین نبود. نتایج آزمایشگاهی با یک تابع منطقی ارائه شدهاند.
