Podrobno

Revisiting the modelling of droplets passing through a superhydrophobic orifice
ID Berce, Jure (Avtor), ID Jereb, Samo (Avtor), ID Golobič, Iztok (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (5,17 MB)
MD5: A0899253D0056EE1CC2E8B5C4CC59DD8
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.mdpi.com/2227-9717/14/17/2806 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Precise analytical modeling of droplet size passing through a superhydrophobic orifice is vital for various industrial and scientific applications. The very few published theoretical models rely on spherical droplet assumptions, which proved inaccurate for larger orifices due to gravity-induced droplet deformation. To address this limitation, an analytical model for quasi-static droplet size separation is presented, successfully integrating contact angle hysteresis and gravitational effects. The new model determines the critical separation diameter by analyzing the free-surface droplet profile governed by surface tension, internal liquid pressure, and hydrostatic forces across a toroidal orifice edge. Validation using existing experimental results demonstrated excellent model accuracy (R$^{2}$ = 0.9815, RMSE = 0.0566 mm) and a detailed description of droplet shape evolution. A comprehensive parametric study subsequently revealed that contact angle hysteresis and orifice height have minimal practical influence on the critical droplet volume. Conversely, varying liquid properties significantly affect the separation size. Specifically, the critical droplet volume is mainly governed by the ratio of liquid density to surface tension, which dictates the extent of gravitational deformation. This framework provides a robust theoretical tool for designing passive, gravity-driven separation devices across diverse working liquids.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:droplet separation, superhydrophobic surface, orifice, droplet size, force balance, laser-texturing, Young-Laplace equation
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:15 str.
Številčenje:Vol. 14, iss. 17, art. 2806
PID:20.500.12556/RUL-186416 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:532.21:544.722.132:621.9.048
ISSN pri članku:2227-9717
DOI:10.3390/pr14172806 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:289577987 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:01.09.2026
Število ogledov:128
Število prenosov:56
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Processes
Skrajšan naslov:Processes
Založnik:MDPI AG
ISSN:2227-9717
COBISS.SI-ID:523353113 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:separacija kapljic, superhidrofobne površine, reže, velikost kapljice, ravnovesje sil, lasersko teksturiranje, enačba Young-Laplace

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0223
Naslov:Prenos toplote in snovi

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-50085
Naslov:Raziskave medfaznih pojavov kapljic in mehurčkov na funkcionaliziranih površinah ob uporabi napredne diagnostike za razvoj okoljskih tehnologij prihodnosti in izboljšanega prenosa toplote (DroBFuSE)

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj