豎壁降液膜流動特性的研究.pdf

1、液體的流動特性對液體的傳熱及傳質(zhì)有很大的影響，對影響流動特性的因素及其影響機(jī)理的研究有很重要的學(xué)術(shù)和實(shí)際意義。降液膜流動是工業(yè)中一種常見的液體流動方式。本文從液滴流動、豎壁溝流、下降液膜流動三方面對降液膜的流動特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，通過分析得出界面效應(yīng)等影響因素對液滴及溝流流動的影響，并在下降液膜流動過程中引入模態(tài)分析及相關(guān)性概念，這對分析和優(yōu)化外加擾動影響降液膜流動過程有一定的指導(dǎo)意義。 實(shí)驗(yàn)研究了溝流流動形態(tài)，并基于能量最小原

2、理分析了豎壁溝流流動模型，得到當(dāng)壁面為存在接觸角滯后的非理想表面時，其控制方程的邊界條件與滯后接觸角有關(guān)。同時分析了流量存在波動時，溝流厚度的波動原因，并分析了影響溝流形態(tài)的因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溝流的實(shí)際厚度介于由滯后接觸角限定的某一范圍內(nèi)，并且與溝流平均流量有關(guān)，若流率波動未超出由滯后接觸角及溝流基礎(chǔ)流量限定的范圍時，溝流只在厚度方向發(fā)生波動；若流率波動超出這一范圍，則溝流在寬度方向也開始伸縮；溝流流動流量、流動表面、流動液體均會對溝

3、流形態(tài)存在影響。 采用了PIV技術(shù)對溝流流場進(jìn)行了測量。實(shí)驗(yàn)證明了流量存在波動時，溝流底層產(chǎn)生漩渦。以“滯后張力”概念分析了流量存在波動時，溝流底層漩渦產(chǎn)生的原因及漩渦強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)和理論的研究表明固液界面的影響是造成液膜與溝流流場產(chǎn)生差異的主要原因。 采用光學(xué)方法和高速攝像技術(shù)對液膜波動進(jìn)行了高頻圖像采集，通過自編程圖象處理軟件對結(jié)果圖片進(jìn)行處理，分析得到了降液膜膜厚變化規(guī)律。測量了不同聲波擾動與不同流量下的膜厚，并對擾動