液-液兩相介質(zhì)中液滴在瞬時來流作用的演變過程研究.pdf

1、液滴變形破碎的過程是油水界面受擾動失穩(wěn)演變的過程，研究液滴的破碎對研究油滴的形成過程有很重要意義。此外，液滴的破碎過程也廣泛存在于化工、環(huán)保等領(lǐng)域，如液液萃取、多相反應(yīng)、懸浮聚合及乳狀液的制備等化工過程，這些過程的過程速率取決于二相間的相際面積，研究液滴破碎對于增加相機面積加快反應(yīng)速率、提高效率無疑具有促進作用。
　　 本文較系統(tǒng)研究了液-液兩相體系在瞬時來流作用的變形破碎的演變現(xiàn)象，在實驗中得到了五種演變模式，重點研究了這幾種

2、模式演變的內(nèi)在機制及影響因素，并進行了實驗和數(shù)值計算結(jié)果的比較，主要內(nèi)容如下：
　　 1、實驗研究中，自行研制了一種用于研究沖擊作用下，液-液兩相體系中液滴變形及其破碎現(xiàn)象的墜落實驗裝置，并通過在油為連續(xù)相環(huán)境中生成球形液滴，對液滴在沖擊作用下的演變過程進行了實驗研究；數(shù)值計算方面，在數(shù)值求解兩相混合的質(zhì)量和動量守恒方程基礎(chǔ)上、運用VOF(volume of fluid）模型求解每個網(wǎng)格單元的體積分?jǐn)?shù)離散方程、然后用界面重構(gòu)技術(shù)

3、追蹤液滴與環(huán)境流體界面，從而模擬了液滴整個演變過程。
　　 2、實驗結(jié)果表明，墜落實驗裝置在液-液兩相介質(zhì)中液滴變形破碎機理問題研究中展示出其特有的優(yōu)勢和潛力; 通過高速攝影所記錄的液滴演變過程，總結(jié)出本實驗條件下四種較為典型的演變模式，根據(jù)其演變特征分別稱之為振蕩、袋狀、帽狀、竹節(jié)狀和蘑菇狀模式. 這些模式所伴隨的變形、破碎等過程具有不同的特點，其中有些模式在已有的公開文獻中尚未見到相關(guān)報道通過；同時，對實驗現(xiàn)象進行了合理的推

4、測解析其演變機理。數(shù)值計算結(jié)果雖然在后期破碎過程與實驗結(jié)果有所區(qū)別，但也反映出這幾種模式的演變特點；根據(jù)數(shù)值得到的流場結(jié)構(gòu)，分析了實驗推理的液滴演變機理的合理性，而且進一步深化了液滴演變機理解釋3、實驗中針對幾個重要參數(shù)，如沖擊強度、液滴直徑、相界面張力、液滴及外環(huán)境油相密度等開展了一定的研究.分析了沖擊強度、液滴直徑、相界面張力、液滴及外環(huán)境油相密度五個參數(shù)對液滴演變的影響. 同時通過數(shù)值計算的結(jié)果具體分析了這幾個物理參量主要影響作用