平壁液滴靜態(tài)鋪展的理論研究.pdf

1、液滴撞擊壁面的作用機(jī)理，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等相關(guān)領(lǐng)域，如:海水淡化中降膜蒸發(fā)、噴墨打印、涂料鍍膜和噴霧冷卻等。液滴撞擊壁面過(guò)程的影響因素有很多，如:液滴的物性、壁面粗糙度、撞擊速度、撞擊角度、液滴與壁面間的相互作用等等。一般情況下，研究者通過(guò)無(wú)量綱量(We數(shù)、Re數(shù)、Ca數(shù)等)來(lái)粗略描述液滴的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及鋪展形態(tài)。切實(shí)有效地研究液滴撞擊壁面后的運(yùn)動(dòng)形態(tài)與初始參數(shù)、固液作用的相互關(guān)系，可以更好的預(yù)測(cè)液滴撞擊壁面的發(fā)展過(guò)程，對(duì)實(shí)際應(yīng)用

2、具有顯著的指導(dǎo)意義。
　　針對(duì)液滴撞擊壁面后達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)的鋪展形態(tài)，本文建立了半橢球形液滴模型和球缺形液滴模型。通過(guò)對(duì)靜止液滴中的微元體進(jìn)行力學(xué)分析，得到了液滴表面張力和內(nèi)部壓力之間的靜力平衡關(guān)系式。結(jié)合半橢球形液滴模型和球缺形液滴模型的幾何關(guān)系，分別推導(dǎo)出了兩種模型下液滴靜態(tài)鋪展半徑與液滴密度、體積、表面張力系數(shù)和接觸角相關(guān)的理論關(guān)系式。將求解理論關(guān)系式得到的液滴鋪展參數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，本文建立的液滴模型能準(zhǔn)確描述

3、液滴的鋪展形態(tài)。同時(shí)，將求解的鋪展參數(shù)與商用軟件Fluent中VOF方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩者比較吻合。
　　本文還分別研究了半橢球形液滴模型和球缺形液滴模型的靜態(tài)鋪展半徑的理論關(guān)系式，分析了液滴的密度、體積、表面張力系數(shù)和接觸角對(duì)靜態(tài)鋪展半徑的影響規(guī)律。結(jié)果表明，兩種模型下液滴靜態(tài)鋪展半徑的影響規(guī)律一致。液滴的靜態(tài)鋪展半徑，隨著液滴密度的增大而增大，隨著液滴體積的增大而增大，隨著表面張力系數(shù)的增大而減小，隨著液滴接觸角的增大而