液滴撞击超疏水冷表面的行为特征及抑冰机制研究

发布时间：2023-08-26 05:16

　　在生产生活中会经常出现液滴撞击固体壁面的现象。当液滴撞击冷壁面后会在壁面发生冻结沉积,严重影响制冷空调系统效率、电力线路安全以及飞行器飞行稳定性。因此,理解液滴撞击冷壁面的动力学机制,探索能有效抑制液滴撞击冷表面冻结沉积的方法具有重要的科学与工程意义。而超疏水表面因其特殊属性对抑制液滴撞击冷壁面后的冻结沉积有显著的抑制作用,为此,本文采用微观可视化方法,开展了液滴撞击超疏水冷表面的行为特征及抑冰机制研究。主要研究内容及成果包括:(1)采用涂层法,将试剂喷涂于铝表面成功制得实验需要的超疏水表面。涂层由 SM-supercoat-SHFC1350 型涂料制得。(2对液滴撞击水平冷表面的动态行为进行了快速可视化观测,对比研究了单液滴撞击普通以及超疏水冷表面的行为特征。试验结果表明:液滴撞击普通冷铝表面后发生冻结沉积,液滴撞击超疏水冷表面时均未发生冻结,且伴随铺展、回缩、反弹以及破碎行为;撞击速度越大,普通冷表面上液滴铺展因子越大且液滴越易冻结。液滴低速(We≤76)撞击超疏水冷表面会发生反弹现象但速度对液滴最大铺展时间无影响;液滴高速(We≥115)撞击超疏水冷表面后液滴铺展过程会产生液指且...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 理论基础
        1.2.1 无量纲参数
        1.2.2 静态接触角与动态接触角
    1.3 液滴撞击固体壁面国内外研究现状
        1.3.1 液滴撞击速度
        1.3.2 液滴撞击角度
        1.3.3 液滴自身性质
        1.3.4 固体表面特征
        1.3.5 固体壁面温度
    1.4 液滴撞击超疏水冷表面国内外研究现状
    1.5 论文研究内容
    1.6 本章小结
第2章 超疏水表面制备与表征
    2.1 超疏水表面的制备
        2.1.1 超疏水表面制备器材
        2.1.2 超疏水涂层
        2.1.3 超疏水表面制备步骤
    2.2 超疏水表面的表征
    2.3 本章小结
第3章 液滴撞击超疏水表面的试验系统与方法
    3.1 试验系统
        3.1.1 制冷系统
        3.1.2 动态数据采集系统
        3.1.3 快速图像采集系统
        3.1.4 微液滴制备系统
        3.1.5 试验设备主要参数
    3.2 试验方法与步骤
    3.3 本章小结
第4章 液滴撞击水平冷表面的行为特征
    4.1 液滴撞击普通表面行为特征
        4.1.1 液滴撞击普通常温表面行为特征
        4.1.2 液滴撞击普通冷表面行为特征
    4.2 液滴撞击超疏水表面行为特征
        4.2.1 冰晶成核理论
        4.2.2 液滴撞击超疏水冷表面行为特征
    4.3 表面温度对液滴撞击普通冷表面及超疏水冷表面的影响
        4.3.1 表面温度对普通冷表面的影响
        4.3.2 表面温度对超疏水冷表面的影响
    4.4 速度对液滴撞击普通冷表面及超疏水冷表面的影响
        4.4.1 速度对普通冷表面的影响
        4.4.2 速度对超疏水冷表面的影响
    4.5 本章小结
第5章 液滴撞击倾斜冷表面的行为特征
    5.1 液滴撞击倾斜普通冷表面的行为特征
    5.2 液滴撞击倾斜超疏水冷表面的行为特征
    5.3 撞击角度对液滴撞击普通/超疏水倾斜冷表面的影响
    5.4 表面温度对液滴撞击普通/超疏水倾斜冷表面的影响
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 主要创新点
    6.3 工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3844027