В международном журнале Physics of fluids опубликована статья «Новая модель нагрева и испарения двухкомпонентных капель»
В международном журнале Physics of fluids опубликована статья «Новая модель нагрева и испарения двухкомпонентных капель» коллектива авторов Дмитрия Антонова (лаборатория тепломассообмена Национального исследовательского Томского политехнического университета), С. Тонини и GE Коссали (департамент инженерных и прикладных наук Университета Студи ди Бергамо), Сергея Сажина (лаборатория тепломассообмена Национального исследовательского Томского политехнического университета, департамент инженерных и прикладных наук Университета Студи ди Бергамо, лаборатория многофазных прецизионных систем ).
Российские и итальянские ученые разработали новую аналитическую модель прогрева и испарения бинарных капель. Модель учитывает сопряженный тепломассоперенос как в жидкостях, так и в газе. Это позволяет достовернее предсказывать депозицию капель лекарственных препаратов при их распылении в дыхательные пути. В будущем разработка может помочь при создании более эффективных алгоритмов адресной доставки лекарств для лечения бронхолегочных заболеваний.
Традиционные математические модели с использованием аналитических методов чаще всего рассматривали случаи монокомпонентных и однородно прогретых капель. Это затрудняло возможность точно предсказать поведение сложных микрокапель в условиях нестационарного теплового потока и влажного газа. Понимание этих процессов важно для оптимизации аэрозольной доставки лекарств в сложную геометрию дыхательных путей.
Результаты математического моделирования политехники сравнивали с экспериментальными данными по прогреву и испарению бинарной капли из воды и этанола.
«Наш подход позволяет предсказывать динамику изменения радиуса бинарной капли во времени при ее прогреве и испарении в условиях близких тем, которые наблюдаются при движении аэрозолей в дыхательных путях, а также прогнозировать то, как будет распределяться температура и компонентный состав внутри бинарной капли при ее движении. Это особенно важно для целевой доставки (с конкретным компонентным составом) лекарственных препаратов в дыхательные пути», — отметил один из авторов модели и руководитель проекта, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Дмитрий Антонов.
Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда (№ 24-45-00012). Результаты работы ученых опубликованы в журнале Physics of Fluids (Q1, IF: 4,3), статья отмечена редактором журнала и получила статус Editor's Pick (выбор редактора) — сообщила пресс-служба Томского политехнического университета.