壁面润湿性对微通道内Taylor流动特性的影响

发布时间：2025-07-05 11:17

　　 壁面润湿性不仅影响着Taylor气泡的形状,同时对通道内流体流动、相变换热等有着关键的作用。采用VOF模型对T型微通道内气液两相Taylor流动进行三维数值模拟,重点研究了接触角改变对Taylor气泡流体动力学特性的影响。模拟结果与他人实验数据对比基本吻合,验证了模型的有效性。结果表明:随着接触角增大,气泡周围液含量逐渐降低,相界面也由外凸形变为内凹形。壁面越接近润湿（或疏水）状态,气液接触面的曲率就越大;当120°≤θ≤150°时Taylor气泡稳定性变差。当θ≥150°时"拖曳流态"出现,分析指出在大接触角下气体更易贴附壁面导致接触区内流场发生变化,形成的涡流减弱了水对气相的水平剪切作用,进而引起流型转变。接触角对通道内压力有着重要影响,通道中心轴向压力曲线以θ=90°为过渡,润湿状态下呈凸函数递减且p_G>p_L,疏水状态下气液进口处的压力分配改变,曲线趋势相反。

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【部分图文】：

图1微通道几何模型

也可以用拉普拉斯压降来解释这一现象，气减小，而液柱尺寸呈凹函数曲线趋势变化，接触角45°图3不同接触角下气泡形状及横截面相含率分布

第7期王长亮等：壁面润湿性对微通道内Taylor流动特性的影响形状。也可以用拉普拉斯压降来解释这一现象，气泡前后大压差的存在会使得曲率增大，导致更弯曲的相界面存在，而当前后压差相差很小时，相界面则趋近平直。2.2气泡生成长度、周期定量分析及大接触角下拖曳流态形成气泡边界形状改变必....

图5同文献中气泡长度对比

第7期王长亮等：壁面润湿性对微通道内Taylor流动特性的影响形状。也可以用拉普拉斯压降来解释这一现象，气泡前后大压差的存在会使得曲率增大，导致更弯曲的相界面存在，而当前后压差相差很小时，相界面则趋近平直。2.2气泡生成长度、周期定量分析及大接触角下拖曳流态形成气泡边界形状改变必....

图7不同接触角下接触区内流线分布

本文编号：4056018