液滴撞击不同粗糙度固体表面动力学行为实验研究

发布时间：2017-12-13 10:24

本文关键词：液滴撞击不同粗糙度固体表面动力学行为实验研究

【摘要】：针对液滴撞击固体表面时动力学行为的不同影响因素,利用高速摄像技术捕捉了4种物性不同的液滴,即癸烷、十四烷、蒸馏水和无水乙醇液滴撞击不同粗糙度固体表面后的铺展与飞溅形态。探究了黏度、表面张力与实验壁面粗糙度对液滴撞击壁面后的最大铺展因数和铺展-飞溅临界韦伯数的影响。结果表明:实验流体的动力黏度越大,液滴在铺展过程中受到的阻力越大,也就越不容易铺展,相同韦伯数下的最大铺展因数越小;表面张力越大,液滴碰壁后更有可能发生回缩。在实验过程中也观察到,只有表面张力明显大于其他工质的蒸馏水液滴在碰壁后发生了回缩。壁面越粗糙,液滴在铺展过程中需要润湿越大面积的壁面,增加了黏性耗散,且受到的阻力也更大,相同韦伯数的液滴碰壁后的最大铺展因数也越小。对Laan的公式进行了粗糙度的补充,得到了最大铺展因数与韦伯数、雷诺数及粗糙度的关系。壁面粗糙度对液滴铺展后的边缘造成扰动,使液滴更容易发生飞溅,铺展-飞溅的临界韦伯数随着壁面粗糙度的增加而减小,且壁面粗糙度对小奥内佐格数流体的临界韦伯数影响更大。
【作者单位】：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室;
【基金】：科学挑战专题资助项目(JCKY2016212A501) 国家自然科学基金资助项目(51206131)
【分类号】：O313.4;O35
【正文快照】： 喷雾液滴撞击壁面现象普遍存在并被广泛应用于动力机械、材料科学、农业、化工等领域,例如内燃机中的燃油喷射、材料生产中的钢材轧制、农业中的农药喷射、化工行业中的喷雾喷漆等。在内燃机中,特别是高速的柴油机或缸内直喷的汽油机,都存在不同类型的喷雾碰壁现象。随着发动

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