壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴撞擊管壁的動(dòng)力學(xué)特性影響實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴撞擊管壁的動(dòng)力學(xué)特性影響實(shí)驗(yàn)研究ExperimentalStudyofSurfaceWettabilityEffectonDropletDynamicsduringImpactingonTubularWaU作者姓名：友堊左學(xué)科、專業(yè)：墊能工程學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology摘要液滴碰撞固體壁面的現(xiàn)象在工程實(shí)際和自然界中經(jīng)常發(fā)生，工程領(lǐng)域需要大量的相

2、關(guān)精確知識(shí)，壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴撞擊后的動(dòng)力學(xué)特性有重要的影響。海內(nèi)外學(xué)者對(duì)液滴撞擊現(xiàn)象進(jìn)行了較為全面的探究，但是在壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴撞擊彎曲壁面的動(dòng)力學(xué)特性影響方面的研究還較少。本文通過實(shí)驗(yàn)的方式探究了液滴撞擊不同潤(rùn)濕性管壁的動(dòng)態(tài)變化過程，分析了壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴撞擊管壁的動(dòng)力學(xué)特性影響。通過化學(xué)位錯(cuò)刻蝕法和表面修飾法，實(shí)驗(yàn)制備了五種不同潤(rùn)濕性壁面；觀測(cè)了管壁直徑小于、大于以及遠(yuǎn)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(shí)的動(dòng)力學(xué)過程，分析了不同曲率比狀況下壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴的特征參數(shù)的影響。指出當(dāng)管壁直徑小于液滴直徑時(shí)，液滴在撞擊管壁后會(huì)發(fā)生部分脫落，并且在親水壁面上液膜會(huì)包覆整個(gè)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(huì)懸垂于管壁兩側(cè)，并且在管壁兩側(cè)發(fā)生部分脫落。當(dāng)管徑大于以及遠(yuǎn)大于液滴直徑時(shí)，液滴在親水管壁鋪展后迅速達(dá)到穩(wěn)定；在疏水管壁上時(shí)，液滴在達(dá)到最大鋪展時(shí)會(huì)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(rùn)濕性越差，對(duì)液滴的鋪展有阻礙作用，但有利于液膜的回縮；在相同潤(rùn)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(shì)越明顯。觀測(cè)了液滴分別以不同初速度撞擊管壁直徑大于液滴直徑時(shí)的親水壁面、疏水壁面和超疏水壁面時(shí)動(dòng)力學(xué)過程，并在此基礎(chǔ)上分析了不同撞擊初速度下壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴的特征參數(shù)的影響。壁面潤(rùn)濕性對(duì)液滴的鋪展和回縮影響趨勢(shì)基本不變，而當(dāng)接觸角小于107。時(shí)，撞擊速度越小，液滴在管壁上