Coating flows with interfacial air drag. A nonlinear theory

Authors


Abstract

The problem of the coating flow of a Newtonian liquid under the influence of a contiguous air flow is considered. The effect of the air flow is simulated by a constant tangential viscous shearing, calculated as the average skin friction per unit area of a boundary layer air flow over a smooth flat plate. Predictions are obtained for the liquid flow characteristics in cases of cocurrent and countercurrent forced air flows. Significant changes in the liquid film thickness start to occur when the absolute value of a dimensionless shearing number, Tn, exceeds 0.01. This value is not sensitive to the other flow parameters. The study is limited to low and moderate liquid Reynolds numbers, when the surface tension forces have considerable to noticeable effect.

Abstract

Nous avons étudie l'écoulement de recouvrement d'un liquide Newtonien en contact avec un flux d'air. Ce flux a été simulé au moyen d'un cisaillement visqueux, tangentiel et constant calculé comme étant la friction moyenne, par unité de surface, produite par une couche limite d'air sur une plaque plate et lisse. Le comportement de l'écoulement de recouvrement a été prédit dans le cas où le débit d'air forcé est dirigé soit à co-courant, soit à contre-courant. Nous avons constaté que l'épaisseur de la pellicule liquide varie de manière notable lorsque la valeur absolue d'un nombre de cisaillement sans dimension excède 0.01. Cette valeur n'est pas sensible aux autres paramètres de l'écoulement. Nous avons limité cette étude à des nombres de Reynolds de l'écoulement liquide compris entre une valeur petite et une valeur intermédiaire, ce qui correspond à des forces de tension superficielle dont l'ampleur évolue d'une valeur considérable, à une valeur à peine perceptible.

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