An effect of moving local heater on the flow structure in a thin liquid layer on horizontal substrate is analyzed. The 2-D problem is considered under boundary layer approximation. For the case of small Reynolds numbers the steady-state equation is derived for description of the liquid film deformation in the accompanying frame of reference. The obtained equation can be applied in particular at horizontal substrate orientation. The results of simulations of the film thickness, pressure and liquid velocity at a given model temperature distribution on a free surface are presented. The dependencies of liquid viscosity and density on the temperature are neglected in the model, as well as heat, mass and momentum transfer at the free surface. It is shown that even in absence of liquid motion under gravity action the motion of local heater provides the existence of steady-state regime without film breakdown and dry spot formation. As outcome the theoretical background for new scheme of experimental study of phenomena in non-isothermal liquid films is developed.
Теоретически проанализировано воздействие движущегося локального источника тепла на структуру течения в тонком слое жидкости на горизонтальной подложке. Рассмотрена двумерная задача в приближении пограничного слоя. Для случая малых значений числа Рейнольдса в сопровождающей системе координат получено стационарное уравнение, описывающее деформацию пленки жидкости. Полученное уравнение применимо, в частности, для условий горизонтального расположения подложки. Представлены результаты численных расчетов толщины пленки, давления и скорости жидкости для заданного модельного распределения температуры на свободной поверхности. В модели пренебрегается зависимостью вязкости и плотности жидкости от температуры, тепломассообменом и обменом импульсом с газовой фазой. Показано, что даже в отсутствие течения жидкости под действием гравитации движение локального источника тепла обеспечивает существование стационарного режима без разрыва пленки и образования сухого пятна. Полученные результаты теоретически обосновывают новую схему эксперимента по изучению явлений в неизотермических пленках жидкости.