液滴
- LNG雙液滴蒸發模型及應用
熱[7-9]，即液滴蒸發產生“吹拂效應”[10-11]。丁繼賢等[12]通過建立單液滴蒸發模型，并對其進行數值模擬，得出在高溫和強對流環境下增大環境壓力可以促進液滴蒸發，而在溫度較低的弱對流環境中增大環境壓力反而會延緩液滴蒸發。ZHAN等[13]用單液滴干燥(Single Droplet Drying，SDD)裝置，模擬脫硫廢水液滴在高溫氣體中的對流蒸發過程，得出液滴蒸發速率隨體積溫度的升高而升高。隨著對液滴的進一步研究，ZHAO等[14-15]將靜態液滴
造船技術 2023年6期2023-12-29
- 表面活性劑液滴過渡沸騰的Marangoni 效應與二次液滴形成*
072)1 引言液滴撞擊熱壁面的現象,在內燃機燃燒、噴霧冷卻和噴墨打印等工業過程中有廣泛涉及[1?3].撞擊時,固液界面存在劇烈的相互作用.環境、基底溫度和結構、液滴性質和組分,對液滴撞擊動力學都有重要影響[4?7].研究液滴與熱基底之間的相互作用,闡明撞擊過程的動力學規律,對實現有效傳熱具有重要意義.當液滴撞擊不同溫度的壁面時,根據液滴的蒸發壽命和液滴運動狀態,可以發現4 種不同的蒸發狀態: 薄膜蒸發、核沸騰、過渡沸騰和薄膜沸騰[8?10].常溫下,撞擊
物理學報 2023年19期2023-10-30
- 液滴撞擊柔性疏水表面完全反彈的實驗研究
0600 引 言液滴以一定速度撞擊固體表面的動力學行為廣泛存在于自然界和人類活動中，在噴墨打印[1]、噴霧冷卻[2]、飛機防冰設計[3]、農作物種植[4]、病毒飛沫傳播[5]、復合材料3D 打印[6]等領域中都有著重要的意義。Rioboo 等[7]將液滴撞擊固體表面的動態力學行為劃分為6 種主要形式，分別為鋪展、快速飛濺、冠狀飛濺、逐漸破裂、部分反彈和完全反彈。完全反彈指液滴垂直或以一定角度撞擊固體表面后，以完整的形態從固體表面脫離的現象。影響液滴撞擊固體
實驗流體力學 2023年3期2023-07-12
- 液滴在傾斜表面上的固化特征研究
事故［7-8］。液滴固化過程主要分為四個階段——液滴過冷、成核再輝、凝固凍結以及繼續冷卻［9］，當一個液滴不斷吸收冷量達到過冷狀態時，液滴便可能發生成核。由于其成核尺寸非常小，相關實驗通常難以進行，絕大部分成核研究多為分子模擬。成核分為勻相成核和非勻相成核，對于固體表面上的液滴固化都屬于非勻相成核。研究表明，非均勻冰核的形成受許多因素的影響，包括表面粗糙度、表面潤濕性和表面形貌［10-11］。液滴成核一旦發生，便很快結束這一階段，并在內部形成均勻的固液混合
能源研究與信息 2023年1期2023-06-08
- 油面上相鄰Leidenfrost 液滴的相互作用及運動機制*
2206)熱油面液滴蒸發是自然現象,已有研究側重于單滴蒸發,對于熱油面上多滴蒸發的認識較少.本文研究了熱硅油面兩個等直徑FC-72 液滴的Leidenfrost 蒸發,油溫為74.0—130.0 ℃,液滴初始直徑為1.5 mm,采用紅外熱成像及高速攝影測量,發現熱油面液滴蒸發存在非聚合、彈跳、分離3 個階段.本文理論分析了液滴在水平方向的受力,包括非均勻液滴溫度產生的Marangoni 力、重力水平分量、潤滑推動力、黏性力.尺度分析表明Marangoni力
物理學報 2023年5期2023-03-17
- 超疏水表面上PW-Cassie 冷凝液滴輪廓與合并彈跳研究①
超疏水表面的冷凝液滴形態是冷凝傳熱機理中的一個基本問題。這對于在除霧[4]、發電[5]、制冷[6]、熱管理[7]和集水[8]等重要的傳熱過程中的應用具有重要意義。早期的研究中,超疏水表面上的冷凝液滴被近似認為是沉積液滴,具有球狀的Cassie 或Wenzel 的接觸角。文獻[9]提出一個重力環境影響下的液滴形狀的方程描述,之后文獻[10]在Adams 的重液滴模型的基礎上提出一種軸對稱液滴形狀分析方法,還有文獻[11]應用自由能最小的方法,假設冷凝液滴為橢
高技術通訊 2022年10期2023-01-29
- 液滴撞擊疏水球面的高速可視化實驗研究
200090)液滴撞擊固體表面的現象非常常見,廣泛存在于工業生產中,例如噴墨打印、噴霧冷卻、燃燒室燃燒等[1-3]。液滴撞擊固體表面受到液滴性質[4]、撞擊速度[5]、撞擊表面[6]和周邊環境[7]等多種影響因素的共同作用,可能出現鋪展、部分反彈、完全反彈和飛濺等行為特征[8-10]。液滴撞擊壁面是一個復雜的多相流過程,涉及了液滴的瞬態行為、內在動力學機理等關鍵科學問題,引起了國內外學者的廣泛關注。在噴霧冷卻、化學涂層等領域,液滴在彎曲表面上的撞擊過程通
上海電力大學學報 2022年6期2023-01-10
- 液滴高速撞擊低溫壁面的動態特性及破碎機理研究
5000 引 言液滴撞擊低溫固體表面的現象在自然界及生產生活中十分常見，伴隨撞壁過程出現的凍結現象對生產生活存在較大危害[1-2]：如冬季雨滴撞擊輸電線后凍結沉積，造成輸電線路的斷裂坍塌；飛機高速飛行過程中小水滴凍結附著在機翼、發動機等重要部件上，會嚴重影響部件的正常工作[3-5]；高原高寒環境下內燃機冷啟動時內燃機缸內溫度低，燃燒室中噴霧撞擊壁面后蒸發混合變差，使得發動機燃燒排放惡化，冷啟動困難等[6-7]。因此，研究液滴撞擊固體低溫表面的動態行為特性具
實驗流體力學 2022年5期2022-12-09
- 波浪結構超疏水表面對液滴聚并彈跳的影響
0030）引 言液滴自發聚并在自然界中廣泛存在。當液滴在超疏水表面上聚并時，聚并液滴可以在沒有任何外力的條件下自發地從表面跳起，這種現象稱為聚結誘導液滴起跳。在工業應用如強化滴狀冷凝換熱[1-3]、表面自清潔[4-7]、防結冰∕結霜表面[8-10]中，需要液滴能夠及時有效地去除，因此聚結誘導液滴起跳展現出潛在的應用價值而被廣泛研究。當冷凝液滴在超疏水表面聚并時，通過減小表面積釋放額外的表面能，表面能部分轉化為動能，促使液滴自發跳躍。為了更好地誘導液滴起跳，
化工學報 2022年10期2022-11-13
- 基于改進TAB模型的液滴變形破碎動力學研究
引言燃燒室中燃料液滴二次破碎過程是影響燃料液滴燃燒效率的重要因素。對于液滴在氣體介質中動力學破碎的問題，已經有大量實驗研究，總結得到了液滴變形破碎的多種模式[1-2]。在液滴動力學的建模分析方面，Rourke和Amsden首先提出了計算發動機噴霧中液滴動力學破碎的泰勒類比破碎(TAB)方法[3]，Marek在TAB模型的基礎上，通過將液滴假定為兩個質量組成的系統，提出了雙質量泰勒類比破碎(DMTAB)模型[4]。但總的來看，描述液滴變形的TAB模型仍存在適
節能技術 2022年4期2022-11-08
- 液滴密度和粘度對液滴撞擊水平壁面振蕩特性的影響
241100）液滴撞擊過程有著重要的基礎研究意義和工程應用場景，例如噴漆沉積、防冰、冷噴涂和燃油噴射等［1-2］.液滴撞擊的結果在很大程度上取決于液滴特性（例如液滴密度、表面張力、液滴粘度）、撞擊表面的類型（例如固體表面、薄液和深液池）和其他影響條件（例如碰撞速度、液滴大小、碰撞角度、表面粗糙度和壁溫）.描述液滴碰撞的主要無量綱數包括：韋伯數We、雷諾數Re以及奧內佐格數Oh［3］.近年來，液滴碰撞現象已經吸引了許多研究者的興趣.李曉宇等在平整聚乙烯表面
韶關學院學報 2022年6期2022-07-05
- 激光驅動液滴遷移的機理研究1)
00049)引言液滴是自然界中的一類典型和普遍存在的物質形態.液滴的平衡、遷移和運動、以及液滴之間的相互作用等一直都是流體力學的研究熱點.在微重力環境下,液滴的行為具有新的特性.由于有效重力作用極小,液滴受外部壓力場均勻,可以保持較好的球形,并且液滴可以在空中懸浮,為研究液滴的行為提供了極好的條件[1].在微重力環境中,重力場不再是驅動液滴運動的主要作用場,溫度場引發的液滴界面張力不均勻,成為驅動液滴運動的主要作用場,使液滴產生熱毛細遷移運動.液滴的運動規
力學學報 2022年2期2022-03-20
- 亞/跨臨界狀態下不同組分燃油液滴蒸發特性分析
此外，燃油組分對液滴蒸發特性也有很大影響.一般認為，當物質的壓力和溫度同時超過臨界壓力和臨界溫度的狀態稱為超臨界狀態.在現實過程中，有溫度或壓力二者之一超過臨界點的狀態，這種狀態可以稱為跨臨界狀態[1-2].燃油液滴在亞臨界、跨臨界狀態下的特性截然不同.跨臨界狀態時，表面張力與蒸發潛熱開始消失，氣相和液相之間變得模糊[3].國內外學者對燃油液滴不同狀態的蒸發過程、蒸發特性進行了研究.N.HASHIMOTO等[4]研究了亞臨界狀態下，棕櫚甲酯(PME)、柴油
江蘇大學學報（自然科學版） 2022年1期2022-01-17
- 周期性爆沸誘導的液滴自驅動*
102206)將液滴沉積在高于Leidenfrost 溫度的表面上，液滴將懸浮在自身的蒸汽墊上，這使液滴具有驚人的移動性，通常通過構造不對稱的微納結構表面對液滴下方的蒸汽流進行校正，實現液滴自驅動.但液滴運動方向和液滴輸運速度(10—40 cm/s)具有局限性.本實驗構造Leidenfrost 傳熱面和撞擊面，Leidenfrost 傳熱面用于懸浮液滴并為其提供足夠的能量，當Leidenfrsot 液滴(燃料)與撞擊面(點火器)接觸時，粗糙環的大量微/納米
物理學報 2021年24期2021-12-31
- 楔形銅基底-單層石墨烯覆層表面液滴自驅動研究*
改稿)1 引 言液滴定向自驅動在自然界中廣泛存在, 例如沙漠甲蟲利用背部的凸起結構收集液滴[1], 豬籠草吻部特殊的溝槽結構實現水的單向運輸[2]等. 明確液滴自驅動的特性和機理對于實現水收集[3,4]、固體表面自清潔、微流控芯片[5]等應用具有重要價值.目前, 液滴驅動主要分為液滴自驅動和外場作用下的驅動. 外場作用下的驅動具有需要外場輸入、控制復雜等特點[6-8], 在宏觀尺度存在能量消耗, 在微納尺度難以精確添加外場. 而液滴自驅動則是依靠基底的形貌
物理學報 2021年20期2021-12-23
- 液滴干燥分子動力學仿真分析
]。本文通過建立液滴干燥的仿真模型，對液滴干燥過程中內部粒子流動和粒子沉積過程進行仿真研究，探尋液滴干燥規律和粒子沉積規律，提高噴墨打印效果。1 幾何模型當液滴在平面上干燥蒸發時，將液滴的幾何模型設定為球冠模型[5]。液滴干燥的球冠模型如圖1 所示，θ為液滴接觸角，h為液滴高度。圖1 液滴干燥球冠模型圖為了方便分析液滴干燥球冠模型，將球冠模型進行補全，得到一個完整的橢球，如圖2 所示。其中，a為橢球長半軸，b為橢球短半軸，D為液滴與基板的接觸直徑。此時，引
現代制造技術與裝備 2021年10期2021-11-25
- 電場作用下液滴的變形及庫侖分裂模式
施加電場能夠減小液滴尺寸以改變兩相的接觸面積，從而增強化學反應的傳熱傳質效率[1-2]。在微型設備的液滴驅動方面，電場管控具有可控性強、能耗低、液滴分散性好等優點[3]。相關工業應用過程中存在著電場引發的液滴變形及破碎現象。當對單個液滴施加電場作用時，庫侖力會增強液滴表面的不穩定性，從而導致液滴發生變形及庫侖分裂。實際上，利用靜電場控制液滴的變形及分裂行為最早可以追溯到18 世紀末19 世紀初。早在1882 年，Rayleigh[4]通過理論分析得到了液滴
化工進展 2021年10期2021-11-03
- 高溫液滴流輻射換熱及蒸發特性
航天需求[1]。液滴輻射器(LDR)是大功率航天器實現余熱排出的一種理想形式[2-4]。LDR通過大量亞毫米級液滴在空間中輻射換熱來實現余熱釋放，具有很大的比換熱面積和較快的換熱速度，且在太空中不需過多的鎧裝保護。這些優點是其他類型的散熱器所不具有的。LDR的裝載工質對于其散熱性能有著很重要的影響[5]，本文針對目前最具有應用前景的矩形LDR[6]，對其液滴流的輻射換熱與蒸發特性進行研究，開發特性分析程序，分析不同因素對液滴流輻射換熱及蒸發特性的影響，從而
原子能科學技術 2021年10期2021-10-09
- 潤濕性圖案表面上的液滴側向彈跳行為
0030）引 言液滴的定向運動在自然過程中廣泛存在，例如，沙漠甲蟲利用其背部特殊的親疏水結構實現水的收集和定向運動[1]；仙人掌使用圓錐形的尖刺來提供拉普拉斯壓力梯度[2]，從而將水輸送到其底部。在生產生活中，液滴定向運動也被廣泛應用于自清潔[3-5]、傳熱強化[6-9]、霧滴捕集[10-12]、生物化學[13-15]等領域。隨著現代工業的不斷發展，液滴的精確操控越來越受到人們關注，如何實現液滴的定向運動也成為眾多學者密切關注和不斷探索的問題。液滴在表面的
化工學報 2021年8期2021-08-31
- 脫硫廢水在煙道中蒸發運動特性的數值研究
要求脫硫廢水霧化液滴必須在盡量短的時間和蒸發距離內完全蒸發，以防止脫硫廢水對煙道和除塵器的腐蝕[10]。因此，研究煙氣中脫硫廢水霧化液滴的蒸發運行過程，分析煙氣和液滴性質對液滴蒸發運動特性的影響，對脫硫廢水煙道蒸發處理技術的工程應用具有重要的指導意義。筆者建立了霧化液滴在煙氣中蒸發和擴散的數學模型，針對某330 MW鍋爐尾部煙道，利用Fluent軟件模擬計算了液滴的蒸發運動過程，分析了煙氣溫度、流速、水蒸氣質量分數以及液滴初始粒徑、初速、初溫、噴射角度和噴
動力工程學報 2021年8期2021-08-23
- 雙液滴碰撞行為及調控機制的研究進展
言氣體環境中的雙液滴碰撞行為廣泛存在于自然現象與工業應用過程中，例如氣象學中雨滴的形成過程[1-5]、內燃機等噴霧燃燒系統中的燃料液滴間的碰撞過程[6-10]、印刷業中的噴墨打印過程[11]、制藥工程中的溶劑噴霧過程[12]、食品生產中的噴霧干燥過程[13-15]、農業生產中的農藥噴灑過程[16-17]、核反應堆的操作過程[18]等。雙液滴碰撞行為對霧化過程起到強化作用，是對霧滴群空間運行過程進行分析建模的基礎[19]。微觀上的雙液滴碰撞行為會影響介尺度條
化工學報 2021年5期2021-06-03
- 受限微結構對低表面張力液滴合并彈跳的影響
表面能部分轉化為液滴的動能，合并后的液滴能自發地彈離表面，這一現象被稱為合并誘導的液滴彈跳[1]。合并誘導的液滴彈跳行為能促進液滴的脫落，加快表面的刷新，在自清潔[2]、防冰防霜[3]、強化冷凝傳熱[4-6]和水回收[7]等領域具有極高的應用潛力。然而，之前的研究已經表明，由于液滴合并過程中動量傳遞的限制，合并釋放的表面能轉化為動能的效率極低，通常不高于6%[8-13]，這一特征顯著限制了合并誘導的液滴彈跳行為的應用范圍。為了提高液滴合并彈跳行為的能量轉化
化工學報 2021年4期2021-05-15
- 氣流中液化天然氣液滴破碎數值模擬研究
中，存在LNG 液滴在氣相作用下的兩相流動問題。在不同冷卻級間需進行氣液分離，而液滴的大小影響分離效率。液滴直徑越大，慣性力越大，越易分離。當液滴破碎時，直徑變小，慣性力變小，不易分離。因此LNG 液滴的變形破碎將會對氣液分離器的分離效率產生重要影響。許多學者通過數值模擬法研究液滴的變形破碎過程，其中用于處理相界面的有格子玻爾茲曼（LBM）法［1-2］、水平集（Level Set）法［3-4］和流體體積（VOF）法［5-10］等。LBM法相比VOF 法不夠
石油化工 2021年3期2021-04-08
- 建筑環境中微生物對液滴蒸發影響的實驗研究
含有各類微生物的液滴.盡管絕大部分的室內微生物屬于不影響人健康的中性微生物，但嗜肺軍團菌、生物毒素和呼吸道傳染病病原體等機會性微生物仍需要通風、空氣潔凈等工程控制手段以保證室內居民健康.液滴的蒸發會影響其攜帶微生物的活性.但是液滴攜帶的微生物是否會影響其蒸發作用尚不明確[1-4].以人呼出液滴為例，其內部組分較為復雜.除去部分離子、乳酸鹽及糖蛋白之外，還存在不同細菌的生長繁殖等生命過程及不同屬種細菌之間的相互作用.這些影響因素可能造成了液滴液面張力的不同，
西安建筑科技大學學報（自然科學版） 2021年1期2021-03-30
- 液滴撞擊超疏水冷表面的反彈/黏附特性對比研究*
引言表面溫度影響液滴撞擊固體表面動力學過程。當表面溫度足夠低，液滴凍結沉積，給輸電線路、巡航飛機安全穩定運行造成嚴重威脅[1-3]。因此,深入研究液滴撞擊固體冷表面意義重大。針對液滴撞擊固體表面影響因素研究主要包括表面結構和表面溫度[4-10]：Mishchenko等[11]開展液滴撞擊超疏水傾斜冷表面實驗發現，液滴出現反彈現象；Bahadur等[12]發現固體表面結構、化學性質及熱力學性質會影響冰珠形成過程；Jung等[13]發現固體表面粗糙度對液滴結冰
中國安全生產科學技術 2021年1期2021-02-04
- 傾斜條件對噴淋液滴運動特性的影響
正常范圍，而噴淋液滴的動力學特性是影響噴淋系統降溫、降壓效果的決定性因素[1-3]。船舶在海上運動時，遭受海風、海浪等導致船體傾斜，近年來研究表明海洋條件對流體的流動特性和傳熱特性影響顯著[4-5]。鑒于上述工程背景，針對豎直條件下液滴在空氣、飽和蒸汽環境下的動力學特性開展廣泛研究[6-8]。Lemaitre和Porcheron[9]開展了噴淋質量流量對傳熱傳質特性影響的實驗研究，采用粒子圖像測速法測量液滴速度，發現質量流量是影響的關鍵因素。祝杰等[10-
原子能科學技術 2021年2期2021-02-03
- 噴淋液滴在中低壓飽和蒸汽環境下傳熱特性研究
正常范圍，而噴淋液滴的傳熱特性是影響噴淋系統降溫、降壓效果的決定性因素[1-3]。液滴在離開噴頭后，初始動力學參數和熱工參數是構建傳熱模型的關鍵參數，也是影響液滴與蒸汽間傳熱特性的重要參數，學者們針對噴淋系統的傳熱特性開展廣泛研究[4-5]。Lemaitre和Porcheron等[6-7]采用TOSQAN試驗臺架和CFD數值計算相結合的方法，研究噴淋液滴與混合氣體間的傳熱傳質特性，測量了噴淋區域距離噴頭不同位置處的液滴溫度。劉家磊等[8]通過理論計算研究核
原子能科學技術 2020年12期2020-12-15
- 液滴碰撞親-疏水交界面的動力學特征
102206)液滴碰撞固體壁面是一種常見的自然現象，在工業中有廣泛的應用，如3D打印[1]、精密熔滴沉積[2]、噴漆和涂層[3-4]等。液滴碰撞表面后的行為是一個復雜多變的動態過程，受多種因素的影響，包括材料物性、碰撞速度、環境溫度和氣壓等[5]。受不同因素的影響，液滴碰撞固體壁面后的現象主要分為沉積、部分濺射、冠狀濺射、回縮破碎、部分回彈及完全回彈等[6]。研究液滴碰撞的瞬態過程，是認識液滴鋪展動力學特性的重要依據。為此，國內外研究者對液滴碰撞固體表面
原子能科學技術 2020年10期2020-10-24
- 單指式微執行器端面冷凝液滴的遷移特性*
50080)操作液滴是液體介質微操作機器人的先決條件, 研究單指微執行器端面冷凝液滴的遷移特性, 對操作液滴的穩定獲取具有重要指導意義. 首先分析基于冷凝液滴的微構件柔順操作原理, 推導作用于微球上的液橋力方程. 建立單指微執行器端面的冷凝液滴生長模型, 包括單液滴生長、液滴合并、溫度誘導和邊緣滯后, 分析影響端面冷凝液滴遷移的因素. 直徑130—400 μm 單指微執行器的端面冷凝實驗表明, 冷凝液滴經過生長合并后, 在端面形成單個液滴, 溫度梯度和邊緣
物理學報 2020年18期2020-10-13
- 液滴的動態行為控制
京 100190液滴的動態行為控制。液滴動態行為控制在日常生活和工業生產中具有重要應用。從噴淋降溫、防結冰到微流控和噴墨打印，都需要控制液滴的動態行為1,2。例如，噴淋降溫過程需要延長液滴撞擊到熱表面后的接觸時間，從而提高基底的散熱量3。在干旱地區對冷凝的霧氣進行收集時，需要控制液滴的定向移動4。目前，研究人員發展出各種各樣的方法來控制液滴的動態行為。2014年，香港城市大學王鉆開等人提出，合理設計基底的微結構可將液滴在超疏水表面的接觸時間縮短至原來的四分
物理化學學報 2020年9期2020-09-28
- 一種基于微芯片快速生成雙層乳化液滴的方法
快速生成雙層乳化液滴的方法白立寬1,2*，袁會領2*，涂然2，王欽宏2，花爾并11天津科技大學 生物工程學院，天津 300457 2中國科學院天津工業生物技術研究所 中國科學院系統微生物工程重點實驗室，天津 300308體外區室化(compartmentalization，IVC) 是通過制備微液滴反應小室包裹單個基因 (包含表達體系) 或細胞進行反應和培養，從而建立表現型與基因型的偶聯，并借助流式細胞儀(Fluorescence-activated ce
生物工程學報 2020年7期2020-07-29
- 液滴間相互碰撞融合與破碎的實驗研究
44)1 前 言液滴間相互碰撞是自然界和工程領域各種流體動力學過程中常見的一種現象，比如雨、雪的形成過程，內燃機、火箭發動機的噴霧燃燒過程，化工工程中的液液萃取過程等[1]。其中，在發動機燃油噴霧與霧化過程中，液滴間的相互碰撞對發動機工作性能產生重要影響[2]。目前，國內外針對液滴間相互碰撞研究采用的方法包括理論解析[3-5]、數值模擬[6-10]和實驗方法[11-14]。其中，理論解析和數值模擬方法雖然可以省時、低成本地得到研究結果，但由于采用了一定的假
高?；瘜W工程學報 2020年2期2020-06-10
- 噴淋液滴在空氣環境下的運動特性
正常范圍，而噴淋液滴的動力學特性是影響噴淋系統降溫、降壓效果的決定性因素[1-4]。液滴在離開噴淋頭后，初始速率、噴射角度、臨界尺寸、沉降雷諾數等是構建動力學模型的關鍵參數，學者們針對液滴在空氣、飽和蒸汽環境下的動力學特性開展了廣泛研究[5-7]。Ford和Lekic[8]通過液滴冷凝蒸汽傳熱過程，獲得了考慮蒸汽冷凝液滴尺寸增長的計算關系式。Lemaitre和Porcheron[9]開展了噴淋質量流量對傳熱傳質特性影響的實驗研究，采用粒子圖像測速法(PIV
原子能科學技術 2020年1期2020-03-30
- 高能表面上雙組分液滴的運動
00350)控制液滴的運動行為在微流體的處理[1]、自清潔表面[2]及熱傳遞[3]中十分重要. 液滴運動可以通過表面能的梯度來實現，然而現有技術需要大的梯度或者精心準備的表面才能克服接觸線釘扎的影響，這通常會限制液滴運動. 近幾年，Cira等人[4]發現，對于雙組分液滴如丙二醇(PG)和水的混合液滴，在干凈的玻璃上不會被釘扎，也不會引起相鄰液滴在一定距離內的運動，因為對于高能表面上的這些雙組分液滴不會完全擴散，而是表現出明顯的接觸角，由蒸發誘導的表面張力梯
物理實驗 2019年12期2019-12-30
- 離散液滴運動模型研究
除汽水混合物中的液滴，為汽輪機提供品質合格的飽和蒸汽。汽水分離器中，涉及大量復雜的氣液兩相流動現象，包括液滴產生、蒸汽攜帶液滴運動、液滴之間相互碰撞、液滴與液膜和固體壁面間碰撞、液滴消亡、液滴相變等，有許多學者針對汽水分離中液滴的運動機理和特性展開了大量研究，已取得了較明顯的主題性和系統性成果。張謹奕[1]在球體顆粒運動機理研究和汽水分離機理分析的基礎上，建立了三維單液滴運動模型(Z&B 模型)，解釋了液滴運動的行為機理；深入研究了球體邊界層，確定了液滴邊
原子能科學技術 2019年10期2019-10-30
- 超疏水表面液滴凍結初期凍結行為傳遞特性
上霜層的形成經過液滴形成、液滴凍結、霜晶生成和霜層生長過程[12-13]。然而，人們對有關超疏水表面結霜過程的液滴凝結階段和霜晶生長階段的研究較多，對有關液滴凍結初期行為特性的研究報道甚少[14]。表面邊緣粗糙度高，形成“邊緣效應”，液滴凍結往往首先發生于固體表面的邊緣，而后通過液滴間的相互作用，凍結行為逐漸傳遞至整個表面[14]。有實驗現象表明，超疏水表面上凝結液滴凍結后形成“冰橋”，與其周圍液滴連結，從而實現凍結行為的傳遞[15-16]。作為結霜過程中
中南大學學報（自然科學版） 2019年7期2019-08-13
- 勻強電場下分散相液滴聚結行為分析
電場下油水乳狀液液滴大小進行觀察。結果表明，場強升高可增大液滴粒徑提高聚結效果，但增大到一定程度會發生電分散，影響分離效果。孫治謙等[7]對影響液滴變形聚結的影響因素進行了較為系統的研究。研究發現，隨著液滴中心距比越大，液滴靠近所需的時間越大。隨著電場強度的增加，液滴靠近的時間呈現線性降低的趨勢。梁猛[8]基于Cahn-Hilliard方程的相場方法從微觀的角度研究了液滴的變形、破裂和聚結行為，在液滴的聚結過程中，影響聚結時間的主要因素為電場強度，增大電場
安全、健康和環境 2018年12期2019-01-15
- 勻強電場下分散相液滴的聚并
19)當分散相多液滴懸浮于另一種不相溶的黏性液體并處于靜電場中時,由于兩相流體間界面特性與電特性的不同,在界面處會產生切向力和法向力,液滴在這種力的作用下發生變形或誘導表面不穩定現象從而導致聚并的產生[1-2].這種分散相液滴在另一種液體中的聚并行為是原油乳化液破乳脫水工藝中關鍵技術環節.電破乳的基本原理是通過給乳化液施加外加電場,使分散相液滴極化變形、相互碰撞,使小液滴聚合為大液滴并在重力作用下脫離出來,最終實現油水兩相分離.電破乳法以高效、無污染等優點
江蘇大學學報（自然科學版） 2018年2期2018-03-13
- 復乳液在延展流中流變行為研究
探究復乳液內部子液滴的大小和位置分布對其流變行為的影響，采用二維波譜邊界元素法數值模擬了延展流中同心復乳液和非對稱復乳液的流變行為．通過改變子液滴的大小和位置得到復乳液不同的流變行為，并深入分析其變形和移動機理．研究結果表明：在不同的毛細管數下，同心復乳液內部子液滴的存在對復乳液的變形有正反雙重作用；雙子液滴的不對稱分布導致非對稱復乳液兩側界面變形和曲率不對稱，界面曲率差驅使母液滴在延展流中發生移動．邊界元方法；延展流；復乳液；流變行為；界面曲率復乳液在包
天津大學學報(自然科學與工程技術版) 2018年1期2018-01-19
- 高速氬氣流中水滴和電子氟化液滴變形破碎的實驗研究
中水滴和電子氟化液滴變形破碎的實驗研究熊紅平1，劉金宏2，施紅輝1，章利特1(1.浙江理工大學機械與自動控制學院，杭州 310018；2.中國工程物理研究院流體物理研究所沖擊波物理與爆轟物理重點實驗室，四川綿陽 621900)在豎直激波管中實驗研究了液滴在高速氣流中的變形破碎現象。使用高速相機直接拍攝法以及陰影法獲得了兩種不同的液滴在不同氣相中變形破碎的形態特征圖像，定量分析了液滴位移及橫向變形隨時間的變化關系。結果表明：液滴的表面張力越小，液滴越容易變形
浙江理工大學學報(自然科學版) 2017年3期2017-08-16
- 單液滴撞擊超疏水冷表面的反彈及破碎行為
孝保，陳振乾?單液滴撞擊超疏水冷表面的反彈及破碎行為李棟1,2，王鑫1，高尚文1，諶通1，趙孝保1,2，陳振乾3(1南京師范大學能源與機械工程學院，江蘇南京210042；2江蘇省能源系統過程轉化與減排技術工程實驗室，江蘇南京210042；3東南大學能源與環境學院，江蘇南京210096）對直徑2.8 mm的液滴撞擊冷表面的動態行為進行快速可視化觀測，對比研究單液滴撞擊普通冷表面以及超疏水冷表面的動力學特性，同時對初始撞擊速度以及冷表面溫度對液滴動態演化行為的
化工學報 2017年6期2017-06-05
- 噴霧蒸發中單個液滴蒸發特性的研究
）噴霧蒸發中單個液滴蒸發特性的研究王珍（中國華電集團科學技術研究總院有限公司，北京市100016）本文以高溫氣流中單個液滴蒸發為對象，建立液滴與氣流間的傳熱傳質模型，分析單個液滴的運動過程和熱質傳遞特性，計算獲取了液滴直徑和完全蒸發時間的變化規律。結果表明，相同液滴初始條件下，來流溫度越高和速度越大，液滴與來流氣體間的傳熱和傳質過程越強，液滴完全蒸發時間越短，其中來流速度的影響主要體現在液滴剛剛進入氣體的初期蒸發階段，而來流溫度則通過平衡階段傳熱溫差來影響
低碳世界 2016年31期2016-12-03
- 基底厚度對蒸發液滴表面溫度分布的影響
?基底厚度對蒸發液滴表面溫度分布的影響張凱，王依霖，徐學鋒（北京林業大學工學院，北京 100083）蒸發液滴的表面溫度分布對液滴的液體流動和顆粒沉積有著重要的影響。獲得液滴表面溫度目前主要采用數值計算方法。針對有限厚度基底上的蒸發液滴，分析了網格劃分對液滴表面溫度計算結果的影響。結果表明，相比于液滴邊緣附近區域，液滴中心區域網格的細化對計算結果影響不大；而在接觸線附近，相比于網格尺寸，網格細化區域大小對計算結果的影響也很小。利用數值方法研究了基底厚度對蒸發
化工學報 2015年2期2015-10-17
- 液滴碰撞水平壁面實驗研究
266555)液滴碰撞水平壁面實驗研究李大樹,仇性啟,于 磊,鄭志偉(中國石油大學(華東)化學工程學院,山東青島 266555)采用高速攝像儀結合像素分析法觀測了液滴碰撞水平干壁面鋪展、收縮、飛濺等動力學形態變化,并定量獲得了液滴鋪展系數和鋪展速度隨無量綱時間的變化規律。實驗結果表明:液滴的鋪展系數和鋪展速度與碰撞速度和液滴初始直徑密切相關,碰撞速度越大,液滴的鋪展系數和鋪展速度越大,鋪展速度在撞壁初始階段變化明顯,隨時間逐漸趨于穩定;液滴初始直徑越大,
實驗技術與管理 2015年4期2015-07-07
- 剪切流場下液滴碰撞的流變特性
27)剪切流場下液滴碰撞的流變特性王程遙1張程賓1陳永平1,3張 林2(1東南大學能源與環境學院,南京 210096)(2中國工程物理研究院激光聚變研究中心,綿陽 621900)(3揚州大學水利與能源動力工程學院,揚州 225127)基于VOF液/液相界面追蹤方法,建立了不可壓縮水/油單乳液液滴動力學模型并進行數值求解,模擬研究了剪切流場條件下2個相同體積的液滴在碰撞過程中的相互作用及變形行為．觀察了液滴碰撞過程中液滴的運動軌跡,并對相應的內在機理進行了分
東南大學學報（自然科學版） 2015年2期2015-04-24
- 基于二元液滴碰撞模型的噴霧計算研究
。噴霧中含有大量液滴，它們在運動過程中相互碰撞，導致噴霧內液滴數目、大小和速度等參數的改變，從而影響噴霧的形態。而噴霧的形態是設計噴霧裝置的關鍵參數。因此通過數值模擬方法建立并求解液滴運動碰撞模型，從而定量模擬噴霧的形態，會為噴霧裝置的設計提供依據。噴霧中大量液滴在運動的同時發生碰撞。由于液滴碰撞過程的復雜性，一般在模型中僅考慮兩個液滴同時發生碰撞（二元液滴碰撞）。二元液滴碰撞模型由O'Rourke于1981年 首 次 提 出［4］，并 在KIVA 和FL
原子能科學技術 2015年1期2015-03-20
- 高溫氣流中單分散液滴蒸發實驗研究
高溫氣流中單分散液滴蒸發實驗研究于 磊, 仇性啟, 李大樹(中國石油大學(華東)化學工程學院, 山東 青島 266580)利用一種簡易的單分散液滴流發生裝置,通過高速相機對液滴流蒸發過程進行記錄,輔以配套的圖像處理軟件,研究不同條件下的單分散液滴的蒸發特性,同時研究了環境溫度和對流強度對單分散液滴蒸發的影響。實驗結果表明,單分散液滴的蒸發經歷瞬態加熱過程和平衡蒸發階段,瞬態加熱階段液滴的蒸發速率變化劇烈,該階段液滴受熱膨脹,直徑增大;平衡蒸發階段單分散液滴
實驗技術與管理 2015年2期2015-03-10
- 礦井排風熱回收上噴淋液滴運動模型及其優化
排風熱回收上噴淋液滴運動模型及其優化崔海蛟1，王海橋1，2，陳世強1，2，趙 杰1，賈 騰1，章曉偉1( 1．湖南科技大學能源與安全工程學院，湖南湘潭411201; 2．湖南省礦山通風與除塵裝備工程技術研究中心，湖南湘潭411201)為了減小礦井排風熱回收裝置的水損失量，設計了上噴式礦井排風熱回收裝置。通過液滴受力及運動分析，計算了不同迎面風速ua下液滴不被吹飛的臨界直徑，以及不同迎面風速、液滴粒徑d與液滴初速度ud下，液滴最大上升高度。當ud3ua時，液
黑龍江科技大學學報 2014年1期2014-11-08
- 油水兩相流管道內液滴形成過程研究
和管泵系統不同，液滴的破碎、碰撞和聚結概率也不同，在不同工況下會形成不同的、穩定的液滴粒徑及其分布。液滴粒徑及其分布會影響到油水兩相分散流的宏觀流動特性。Tsouris和Tavlarides[1]試圖通過分析液滴的破裂與聚合過程來預測粒徑的分布，但受制于實驗條件，沒有得到預期的結果。Wahaibi等[2]采用高速攝像技術研究了油水兩相流中液滴的形成機理他們認為 K-H不穩定性是液滴形成的主要原因。Pacek和Nienow[3]指出：液滴聚合的效率和液滴間的
化工進展 2014年3期2014-10-11
- HTR蒸汽發生器環形通道內單液滴蒸發行為研究
水事故研究中，單液滴蒸發的研究開始受到關注。液滴蒸發是一種復雜的物理現象，它包含傳熱和傳質兩個同時進行的過程。經典的蒸發模型由Spalding[1]提出，假設氣體邊界層是準穩態、液滴球對稱、忽略熱輻射作用、液滴溫度空間均勻。最早用于估算液滴蒸發過程的模型是Godsave[2]提出的D2定律，該模型未考慮液相傳熱和傳質，是一個氣相模型。本文以蒸汽發生器環形通道中液滴的運動和蒸發為研究對象，對高溫氦氣中的單液滴蒸發特性進行數值研究，為進一步掌握液滴在一回路高速
原子能科學技術 2014年11期2014-08-08
- 氣井多液滴攜液理論模型研究
1969年提出了液滴模型，Turner 假設液滴在高速氣流攜帶下是球形液滴，通過對單個球形液滴的受力分析，得到了氣井攜液的臨界流速公式。此后，Coleman 在研究了大量低壓氣井的生產數據后，推導出了新的低壓氣井的臨界流速公式。2000年Nosseir年建立瞬變流模型和紊變流模型。2001年，李閩以液滴在多個力作用下會變成一橢球體的思想，得到了新的臨界流速模型。盡管如此，這些研究都是單個液滴分析思想，其實上，氣體在管流中，可能會發生多液滴碰撞、分離、回落、
河南科技 2013年10期2013-08-12
- 高溫氣流中液滴蒸發特性的研究
00 ℃，急冷油液滴應該在最短的時間內吸收熱量后完全汽化，否則未蒸發的急冷油液滴會黏附在急冷器壁面造成結焦［2］。急冷油冷卻裂解氣的實質是液滴在高溫氣流中的蒸發問題，研究液滴在高溫氣流中的蒸發機理，將最大程度減少急冷器的結焦，提高裂解裝置的生產效率，并實現節能降耗的目的。目前，國內外學者對液滴蒸發進行了大量理論研究［3-6］，建立了液滴蒸發模型，分析了液滴運動規律，總結出液滴蒸發過程中溫度和壓力等因素對液滴溫度、直徑的影響規律。但由于實驗條件的限制，只有少
石油化工 2013年3期2013-05-03
- 超疏水表面上冷凝液滴發生彈跳的機制與條件分析
超疏水表面上冷凝液滴發生彈跳的機制與條件分析劉天慶*孫 瑋 孫相彧 艾宏儒(大連理工大學化工學院,遼寧大連116024)使用液滴合并前后的體積和表面自由能守恒作為兩個限制條件,確定了合并液滴的初始形狀,即為偏離平衡態的亞穩態液滴,具有縮小其底半徑而向平衡態液滴轉變的推動力.進而分析了液滴變形過程中的推動力和三相線(TPCL)上的滯后阻力,建立了液滴變形的動態方程并進行了差分求解.如果液滴能夠變形至底半徑為0 mm的狀態,則根據該狀態下液滴重心上移的速度確定
物理化學學報 2012年5期2012-12-21
- 氣液旋流器內液滴破碎和碰撞的數值模擬
1）氣液旋流器內液滴破碎和碰撞的數值模擬金向紅1，金有海2，王建軍2（1.安徽理工大學化工學院，安徽淮南 232001;2.中國石油大學機電工程學院，山東東營 257061）氣液旋流分離器內是一個復雜的強旋湍流場，流場內的液滴受氣動力、剪切力和湍流脈動的作用，發生劇烈的相互碰撞、聚合、破碎并撞擊筒壁。對旋流器內液滴間的碰撞、聚合、液滴的破碎和碰壁的機制進行分析，在前人研究的基礎上，結合旋流器的實際情況，提出適用于氣液旋流器強旋氣相湍流場內液滴間碰撞、液滴破
中國石油大學學報（自然科學版） 2010年5期2010-01-04