针板电极作用下液体界面不稳定性分析

发布时间：2024-04-21 09:53

　　以去离子水为离散相液体,生物柴油为连续相液体,根据界面应力平衡,建立了针板电极作用下离散相液体的色散方程,分析了支配离散相液体变形破碎的界面波特性.采用显微高速摄像技术,对荷电去离子水在生物柴油中的界面形态变化进行了可视化研究,将去离子水在生物柴油中的破碎模式分为滴状模式、摆动滴状模式及锥-摆动射流模式.试验观察了不同模式中的界面波特征,结果表明:滴状模式下仅有轴对称界面波存在;在摆动滴状模式、锥-摆动射流模式中,轴对称界面波与非轴对称界面波共存;随着荷电电压的增大,轴对称界面波与非轴对称界面波的最优波数均增加;轴对称界面波的最优波数大于非轴对称界面波,但其增长倍率小于非轴对称界面波.

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【部分图文】：

图1界面形态

n=0表示水-生物柴油界面形态为轴对称界面波;n=1表示水-生物柴油界面形态为非轴对称界面波.其特征在于各截面均是圆形,半径相同,均为水射流未受扰动时的半径a1,但圆心位置不在毛细管喷嘴轴心线上,大多偏在左侧或右侧.假设生物柴油存放在一圆柱形容器中,其半径为a2,轴心线与水射流轴....

图2荷电离散相液体破碎模型

假设生物柴油存放在一圆柱形容器中,其半径为a2,轴心线与水射流轴心线重合,且a2远大于a1,水射流荷电电压为u0,如图2所示,h为毛细管喷嘴出口与铜板电极上表面的距离,l为水射流的长度.1.1离散相液体扰动压强

图3荷电电压对界面波β*的影响

方程(20)中β*有实数解,则水射流在生物柴油中不稳定,发生变形破碎.针对水射流在生物柴油中的变形破碎进行讨论,水的密度为1000kg·m-3,水的表面张力为0.073N·m-1,生物柴油的表面张力为0.026N·m-1,水射流初始直径为0.3mm,生物柴油的介电常数为....

图4Bo与βmax*的关系

在讨论的荷电电压范围内,轴对称界面波一直存在,在低Bo区域,轴对称界面波的βmax*增长缓慢,当Bo大于1.00后,βmax*增幅明显变大.Bo低于0.37时,非轴对称界面波不存在,当Bo大于0.37时,才出现非轴对称界面波,其βmax*快速增加,当荷电电压为1....

本文编号：3960733