液滴撞擊不同潤濕性球面動態(tài)特性的研究.pdf

1、液滴撞擊過程廣泛存在于自然界、工業(yè)設備和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如海水淡化裝置中噴淋液滴與水平管壁的碰撞、自然界中雨滴對地面和機翼的沖擊、農(nóng)藥噴灑裝置噴射出的藥劑與農(nóng)作物的碰撞過程等。液滴與壁面碰撞后的運動形態(tài)影響壁面與液滴間的質熱交換，有十分重要的理論及工程實際意義。
　　本文通過化學位錯刻蝕和表面活性材料修飾的方法制備了接觸角分別為70°、106°和133°的三種不同潤濕性球面，利用高速攝像儀記錄了液滴以不同的速度撞擊到不同潤濕性和曲率比

2、球面上的動態(tài)特性，實驗數(shù)據(jù)分析處理后發(fā)現(xiàn)當液滴的撞擊速度和壁面曲率比相同時，隨著壁面接觸角的增加，液滴最大鋪展系數(shù)減小，達到最大鋪展所需的無量綱時間也相應的減小，液膜穩(wěn)定時的鋪展系數(shù)減小，達到穩(wěn)定液膜鋪展系數(shù)所需的無量綱時間變大，最大無量綱中心液膜高度變大。當壁面曲率比和潤濕性一定時，隨著撞擊速度的增加，液滴最大鋪展系數(shù)和達到最大鋪展所需的無量綱時間均增加，達到穩(wěn)定鋪展系數(shù)所需的無量綱時間也增加，無量綱中心液膜高度震蕩的頻率減慢，第一次

3、所達到的最大無量綱中心液膜高度減小。當壁面潤濕性和撞擊速度一定時，隨著壁面曲率比的增加，液滴最大鋪展系數(shù)增加，第一次所達到的最大無量綱中心液膜高度減小。
　　本文采用 CLSVOF方法，數(shù)值模擬了液滴斜向撞擊不同潤濕性球面的動態(tài)特性，并對空氣卷吸現(xiàn)象以及液滴撞擊超疏水性球面時的破碎現(xiàn)象進行了一定研究，結果表明在不同潤濕性球面上(30°、70°、106°、133°和160°)，隨著壁面接觸角的增加，液滴鋪展速率和最大鋪展系數(shù)均減小，

4、達到最大鋪展所需的無量綱時間也相應的減小，液膜的回縮程度增加，最大無量綱中心液膜高度越大，波動幅度也越大；在不同撞擊角度下(0°、15°、30°、45°和60°)，液滴均發(fā)生了鋪展、回縮和反彈。隨著撞擊角度的增加，液滴最大鋪展系數(shù)減小，達到最大鋪展所需的無量綱時間基本相同。隨著壁面接觸角的增加，最大氣膜高度減小，達到最大氣膜所需的時間增加，而液膜斷裂前卷吸最大氣泡直徑和高度隨著壁面接觸角的變化波動較小，斷裂后卷吸最大氣泡的直徑和高度波動