壁面潤濕性對液滴撞擊管壁的動力學特性影響實驗研究.pdf

1、碩士學位論文壁面潤濕性對液滴撞擊管壁的動力學特性影響實驗研究ExperimentalStudyofSurfaceWettabilityEffectonDropletDynamicsduringImpactingonTubularWaU作者姓名：友堊左學科、專業(yè)：墊能工程學號：指導教師：完成日期：大連理工大學DalianUniversityofTechnology摘要液滴碰撞固體壁面的現(xiàn)象在工程實際和自然界中經(jīng)常發(fā)生，工程領域需要大量的相

2、關精確知識，壁面潤濕性對液滴撞擊后的動力學特性有重要的影響。海內(nèi)外學者對液滴撞擊現(xiàn)象進行了較為全面的探究，但是在壁面潤濕性對液滴撞擊彎曲壁面的動力學特性影響方面的研究還較少。本文通過實驗的方式探究了液滴撞擊不同潤濕性管壁的動態(tài)變化過程，分析了壁面潤濕性對液滴撞擊管壁的動力學特性影響。通過化學位錯刻蝕法和表面修飾法，實驗制備了五種不同潤濕性壁面；觀測了管壁直徑小于、大于以及遠大子液滴直徑的不同情況下，液滴以相同初速度分別撞擊以上三種情況的

3、親水壁面、疏水壁面和超疏水壁面時的動力學過程，分析了不同曲率比狀況下壁面潤濕性對液滴的特征參數(shù)的影響。指出當管壁直徑小于液滴直徑時，液滴在撞擊管壁后會發(fā)生部分脫落，并且在親水壁面上液膜會包覆整個管壁的圓周，液滴在管壁的正下方脫落；在疏水和超疏水壁面上，液膜會懸垂于管壁兩側(cè)，并且在管壁兩側(cè)發(fā)生部分脫落。當管徑大于以及遠大于液滴直徑時，液滴在親水管壁鋪展后迅速達到穩(wěn)定；在疏水管壁上時，液滴在達到最大鋪展時會發(fā)生回縮：在超疏水管壁上液滴鋪展后

4、以液膜的形態(tài)發(fā)生反彈。壁面潤濕性越差，對液滴的鋪展有阻礙作用，但有利于液膜的回縮；在相同潤濕性壁面，曲率比越大，越不利于液膜的回縮，并且液膜在回縮和反彈過程中的斷裂趨勢越明顯。觀測了液滴分別以不同初速度撞擊管壁直徑大于液滴直徑時的親水壁面、疏水壁面和超疏水壁面時動力學過程，并在此基礎上分析了不同撞擊初速度下壁面潤濕性對液滴的特征參數(shù)的影響。壁面潤濕性對液滴的鋪展和回縮影響趨勢基本不變，而當接觸角小于107。時，撞擊速度越小，液滴在管壁上