مدلی تحلیلی برای انبساط و نشست قطرات افشانه ناشی از بار الکتریکی

Abstract

بررسی تغییر غلظت حجمی قطرات حاوی بار الکتریکی در یک افشانه و تعیین رابطه‌ی میان این تغییر و نشست قطرات، امکان دست‌یابی به مدلی تحلیلی را برای پدیده‌ی انبساط و نشست قطرات بر روی یک جسم برحسب تغییر غلظت افشانه فراهم می‌سازد. بهره‌گیری از قانون گوس نیز با ارائه‌ی میدان الکتریکیِ پدیدآمده میان جسم و قطرات باردار، توزیع گذرای غلظت را ارائه می‌دهد. ترکیب نتایج حاصل از این میدان غلظت و میدان الکتریکی در اطراف جسم، به رابطه‌یی نظری برای ثابت زمانیِ نشست قطرات بر روی جسم منتهی می‌شود. وابستگی ریاضی این ثابت به بار الکتریکی قطرات مؤید نقش مثبت باردارسازی افشانه در افزایش کمّی نشست در بازه‌ی زمانی کوتاه‌تر است. هرچند افزایش غلظت قطرات و استفاده از قطرات درشت‌تر نیز از طریق کاهش ثابت زمانی موجب بهبود نشست می‌شوند، این بهبود به‌طور غیرمستقیم از ازدیاد بار الکتریکی قطرات نشأت می‌گیرد. ارزیابی نتایج، حاکی از سازگاری کمّی و کیفی مناسب آنها در مقایسه با داده‌های حاصل از حل تحلیلی مستقیم براساس معادله‌ی پواسون است.