- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

液滴撞击壁面是一种常见的现象, 减少撞击过程中液滴在壁面的驻留时间在很多应用中非常重要. 本文在对液滴撞击加热壁面的动力学过程的研究中, 发现了一种能够大幅减少液滴驻留时间的弹起模式, 即雾化弹起模式. 与液滴撞击壁面过程中的回缩弹起模式相比, 雾化弹起模式的液滴驻留时间能减少约40%. 与其他试图减少液滴驻留时间的手段相比, 本文中驻留时间的减少仅需加热壁面, 因此该方法容易实施而且非常可靠. 最后, 本文对雾化弹起模式下液滴驻留时间减少的机理进行了讨论, 提出了一个针对膜态沸腾区域雾化弹起模式发生条件的简化理论模型, 并得出了膜态沸腾区域液滴从雾化弹起模式到回缩弹起模式过渡边界的幂次关系, 该幂次关系与实验数据吻合良好. 此外, 该理论模型也能解释过渡沸腾区域两种弹起模式的过渡边界的变化规律.

关键词:

Abstract

The impact of droplets on surfaces is a ubiquitous phenomenon, and reducing the droplet residence time is the aim of many studies because of the potential applications in self-cleaning, anti-icing, corrosion resistance, etc. This study identifies a mode of droplet bouncing (bouncing-with-spray) that can reduce the residence time significantly. And compared with the way of using complex microstructures on the substrate employed in previous studies, simply heating the substrate to reduce the residence time is novel and simple. The dimensionless residence time decreases down to about 40% compared with that from the traditional retraction-bouncing mode. The reduction in the residence time is due to the burst of vapor bubbles in the liquid film, which results in holes forming in the liquid film and consequently the liquid film recoiling from the holes. The reduction in the recoiling distance leads to the reduction in the recoiling time. Then a simplified theoretical model with considering the energy balance and the critical condition of the bubble burst is proposed. According to this theoretical model, a scaling law is proposed for the transition boundary between the retraction-bouncing mode and the bouncing-with-spray mode in the film boiling regime, and it accords well with our experimental data. This model can also explain the transition boundary between these two modes in the transition boiling regime.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:车志钊,chezhizhao@tju.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 51676137)、天津市自然科学基金(批准号: 16JCYBJC41100)和国家杰出青年科学基金(批准号: 51525603)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author:Che Zhi-Zhao,chezhizhao@tju.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51676137), the Natural Science Foundation of Tianjin City, China (Grant No. 16JCYBJC41100), and the National Science Fund for Distinguished Young Scholars, China (Grant No. 51525603).

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

液体种类	密度$\rho {\rm /kg} \cdot {{\rm m}^{{\rm - 3}}}$	表面张力$\sigma /{\rm mN} \cdot {{\rm m}^{ - 1}}$	动力黏度$\mu /{\rm mPa} \cdot {\rm s}$	汽化潜热$\ell /{\rm kJ} \cdot {\rm k}{{\rm g}^{ - 1}}$
水	998	72	1.00	2257
水 + 甘油(28 wt%)	1068	70	2.35
水 + 甘油(34 wt%)	1083	70	3.00
水 + 甘油(39 wt%)	1097	70	3.63
水 + 甘油(56 wt%)	1143	68	9.00
水 + 甘油(75 wt%)	1195	66	42.47
乙醇	790	22	1.07	853

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]

[1]	王浩, 徐进良.油面上相邻Leidenfrost液滴的相互作用及运动机制. 必威体育下载 , 2023, 72(5): 054401.doi:10.7498/aps.72.20221822
[2]	唐修行, 陈泓樾, 王婧婧, 王志军, 臧渡洋.表面活性剂液滴过渡沸腾的Marangoni效应与二次液滴形成. 必威体育下载 , 2023, 72(19): 196801.doi:10.7498/aps.72.20230919
[3]	李逢超, 付宇, 李超, 杨建刚, 胡春波.铝液滴撞击曲面的流动特性分析. 必威体育下载 , 2022, 71(18): 184701.doi:10.7498/aps.71.20220442
[4]	潘伶, 张昊, 林国斌.纳米液滴撞击柱状固体表面动态行为的分子动力学模拟. 必威体育下载 , 2021, 70(13): 134704.doi:10.7498/aps.70.20210094
[5]	刘联胜, 刘轩臣, 贾文琪, 田亮, 杨华, 段润泽.小液滴撞击壁面传热特性数值分析. 必威体育下载 , 2021, 70(7): 074402.doi:10.7498/aps.70.20201354
[6]	沈学峰, 曹宇, 王军锋, 刘海龙.剪切变稀液滴撞击不同浸润性壁面的数值模拟研究. 必威体育下载 , 2020, 69(6): 064702.doi:10.7498/aps.69.20191682
[7]	杨亚晶, 梅晨曦, 章旭东, 魏衍举, 刘圣华.液滴撞击液膜的穿越模式及运动特性. 必威体育下载 , 2019, 68(15): 156101.doi:10.7498/aps.68.20190604
[8]	赵可, 佘阳梓, 蒋彦龙, 秦静, 张振豪.液氮滴撞击壁面相变行为的数值研究. 必威体育下载 , 2019, 68(24): 244401.doi:10.7498/aps.68.20190945
[9]	李玉杰, 黄军杰, 肖旭斌.液滴撞击圆柱内表面的数值研究. 必威体育下载 , 2018, 67(18): 184701.doi:10.7498/aps.67.20180364
[10]	黄虎, 洪宁, 梁宏, 施保昌, 柴振华.液滴撞击液膜过程的格子Boltzmann方法模拟. 必威体育下载 , 2016, 65(8): 084702.doi:10.7498/aps.65.084702
[11]	白玲, 李大鸣, 李彦卿, 王志超, 李杨杨.基于范德瓦尔斯表面张力模式液滴撞击疏水壁面过程的研究. 必威体育下载 , 2015, 64(11): 114701.doi:10.7498/aps.64.114701
[12]	戴剑锋, 樊学萍, 蒙波, 刘骥飞.单液滴撞击倾斜液膜飞溅过程的耦合Level Set-VOF模拟. 必威体育下载 , 2015, 64(9): 094704.doi:10.7498/aps.64.094704
[13]	沈胜强, 张洁珊, 梁刚涛.液滴撞击加热壁面传热实验研究. 必威体育下载 , 2015, 64(13): 134704.doi:10.7498/aps.64.134704
[14]	郭亚丽, 魏兰, 沈胜强, 陈桂影.双液滴撞击平面液膜的流动与传热特性. 必威体育下载 , 2014, 63(9): 094702.doi:10.7498/aps.63.094702
[15]	梁刚涛, 沈胜强, 郭亚丽, 陈觉先, 于欢, 李熠桥.实验观测液滴撞击倾斜表面液膜的特殊现象. 必威体育下载 , 2013, 62(8): 084707.doi:10.7498/aps.62.084707
[16]	梁刚涛, 郭亚丽, 沈胜强.液滴撞击液膜的射流与水花形成机理分析. 必威体育下载 , 2013, 62(2): 024705.doi:10.7498/aps.62.024705
[17]	梁刚涛, 郭亚丽, 沈胜强.液滴低速撞击润湿球面现象观测分析. 必威体育下载 , 2013, 62(18): 184703.doi:10.7498/aps.62.184703
[18]	毕菲菲, 郭亚丽, 沈胜强, 陈觉先, 李熠桥.液滴撞击固体表面铺展特性的实验研究. 必威体育下载 , 2012, 61(18): 184702.doi:10.7498/aps.61.184702
[19]	张林, 孔红艳, 杨国健.约束阱中受激发原子的集体反弹效应所导致的自组织行为. 必威体育下载 , 2006, 55(10): 5122-5128.doi:10.7498/aps.55.5122
[20]	刘辽, 李鉴曾.迹反常与时间对称性反弹宇宙模型. 必威体育下载 , 1982, 31(12): 96-99.doi:10.7498/aps.31.96

计量

文章访问数:8049
PDF下载量:120
被引次数:0

搜索

留言板