液滴碰撞微小固体壁面动态特性研究

发布时间：2020-06-16 19:47

【摘要】：液滴碰撞不仅在日常生活中随处可见,而且在工业应用广泛存在,如雨滴下落撞击地面、咖啡里添加牛奶、医疗液体药品雾化、激光器和电子设备表面喷雾冷却、打印中墨滴撞击纸面、微结构材料成型中液滴喷射,及内燃机中燃料液滴与汽缸内壁碰撞、液滴互碰等。为获得液滴碰撞过程的动力学形态,掌握液滴碰撞中的变化规律,本文在浙江省自然科学基金——生物质油滴撞击热壁面动态特性与传热机理研究——资助的基础上,通过自行搭建的液滴碰撞实验装置系统,通过高速CCD相机和高速摄像机捕捉液滴动态变化过程,针对液滴碰撞微小固体壁面的动力学特性与碰撞后形态进行研究。主要工作如下:针对单液滴颗粒碰撞微小固体表面的动态过程展开研究,利用注射器产生单液滴颗粒,使其自由下落碰撞微小固体壁面,着重研究固体壁面尺寸与碰撞速度的影响,利用高速摄像机捕捉碰撞动态变化过程,使用MATLAB对捕捉到的图像数据进行处理。同时,针对连续多液滴碰撞微小固体壁面的飞溅特性展开研究,利用液滴喷射技术产生多连续液滴,在具有一定初速度的情况下碰撞微小固壁,着重研究碰撞过程中固体壁面、碰撞速度及液滴尺寸的影响,利用高速CCD相机和高速摄像机捕捉碰撞动态过程,使用MATLAB对捕捉到的图像数据进行处理。结果表明,在液滴碰撞微小固体壁面的过程中,壁面尺寸对碰撞的动态过程有重要的影响,直接影响液滴铺展后形态的变化。碰撞速度在该碰撞过程中也起着至关重要的作用,影响碰撞后的形态类型。在液滴连续碰撞微小固体壁面的过程中,壁面尺寸越小,飞溅效果越剧烈,产生的二次液滴数量越多,直径越大。碰撞速度增加,碰撞后固体壁面上的液膜积累越少,飞溅效果越明显。液滴直径对飞溅形态也有着重要影响,液滴直径增大,飞溅产生的二次液滴数量增加,尺寸增大,收到重力影响增加。此外,碰撞高度不仅影响碰撞速度,也一定程度上影响了碰撞形态,到碰撞高度较低时,碰撞形态为射流碰撞,随高度增加,射流破裂产生液滴间距变大,达到一定高度时,飞溅效果达到最佳,然后高度继续增加时,飞溅效果减弱。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O35
【图文】：

形态图,液滴,形式,形态

的主要有韦伯数 We、雷诺数 Re、弗鲁德数 Fr、欧尼森数 Oh 等，σρν l2 (1.1)μρvl(1.2)glv2 (1.3)0.50.5Re (l)Weρσμ =(1.4)碰撞形式众多，但液滴碰撞形式不同，动态过程差异也差别较大。分类依据不同，液滴碰撞分类方式也不相同。常见液滴碰撞壁面形，如图`1.1 所示。

图 1.2 液滴碰撞液滴示意撞，依据其运动碰撞相对方程如图 1.2 所示.两个液滴半径，两者相等时向；U 为相对运动方向；x 影响可以通过碰撞斜率 B 反（围不同，液滴碰撞形式亦明两液滴斜碰；B ≥ 1 时， 1.1 所示。依据碰撞壁面相态，通常以分为垂直/倾斜碰撞；依。具体碰撞过程形式如表表 1.1 液滴相互碰撞方式

【参考文献】