剪切水流作用下油滴的变形及运动研究

发布时间：2021-03-24 16:54

　　通过实验测试及受力模型的分析,研究粘附于固体壁面上的油滴在剪切水流作用下的变形及运动规律.实验中用相机记录油滴变形及爬行过程,图像后处理得到描述油滴变形及位移的主要参数,采用受力平衡模型分析油滴在剪切水流下的受力机理.研究表明所建立的受力模型具有较好的相关性,能够对实验体系下油滴变形及初始运动时的受力状况进行合理的描述. 

【文章来源】：江苏科技大学学报(自然科学版). 2019,33(06)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

实验流程图

在初始静止状态下,油滴的上下游接触角相同,随着水流量逐渐增大,油滴在基底表面上发生变形及运动.例如,对于2～10 μL不同体积的硅油-2#油滴体系,其液滴变形和运动图像如图2(图中符号x-x表示油滴体积μL-水流量L/h,如6-20表示6 μL油滴在水流量20 L/h时图像).通过图像处理提取各序列油滴的外部轮廓,如图3.以图3方式显示的油滴外轮廓,有利于展示和对比油滴的变形和运动过程.图3 图2中油滴的外轮廓序列

图2 随水流量增加硅油-2#油滴的变形和爬行序列各实验体系中油滴变形和运动的趋势是一致的.最初,油滴仅发生变形并不移动,然后在水流量增加到某个临界值时开始移动.当接触点开始沿水流方向移动时,其下游接触点始终比上游接触点移动发生得更早并更快,油滴基线被拉长,随着流量的继续增加,剪切流体驱动力明显增大,推动油滴形成凹背显现出爬行现象,油滴运动速度明显加快.从图像处理中可以获得描述油滴变形和运动的主要参数:上下游接触点位置、基线长度(L)、高度(H)和上下游接触角(θr和θa),图4～8中给出了体积为6 μL的3种不同粘度的硅油油滴的变形和运动参数.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3098057