本文關鍵詞：液滴撞擊加熱壁面流動與傳熱實驗研究

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【摘要】：液滴撞擊加熱壁面及其伴隨的汽化過程,因具有較強的質熱交換能力而被廣泛應用于工業(yè)領域中。該過程包含一系列復雜的物理變化,相對撞擊常溫壁面具有一定的特殊性。本文對液滴撞擊加熱壁面的過程進行了實驗研究,探討了碰撞過程中液滴的流動與蒸發(fā)特性。采用高速攝像儀觀測了液滴撞擊加熱壁面的過程,分析了撞擊后出現(xiàn)的現(xiàn)象。壁面初始溫度較低時,增大液滴撞擊We數,不僅可以增大液滴接觸直徑,而且會提前最大接觸直徑的出現(xiàn)。當We數較大時,水滴的無量綱接觸直徑隨壁面溫度的升高,在鋪展過程中先增大后減小。此外,歸納了水滴無量綱高度振蕩頻率隨We數變化的經驗公式。壁面初始溫度較高時,液滴以一定速度撞擊加熱壁面后出現(xiàn)了反彈現(xiàn)象。當液滴撞擊速度較小時,同一時刻的無量綱接觸直徑隨壁面初始溫度的升高略有降低；當撞擊速度較大時,壁面初始溫度對無量綱接觸直徑不產生影響。液滴最大無量綱接觸直徑受撞擊速度的影響,隨速度的升高而線性增大。在液滴蒸發(fā)過程中,表面張力系數會影響液滴蒸發(fā)時的流動特性：表面張力較大時,液滴無量綱高度、接觸角在蒸發(fā)初期持續(xù)減小而無量綱接觸直徑幾乎不變,到了蒸發(fā)后期,上述變量均出現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象。實驗得到水滴的臨界接觸角為4-8°。表面張力較小時,液滴的接觸角隨蒸發(fā)的進行先減小隨后保持不變、接觸直徑和高度則持續(xù)減小。液滴蒸發(fā)時長與壁面初始溫度和液體物性有關,與液滴We數無關。在水中加入表面活化劑可提高液滴的蒸發(fā)速率。在計算液滴平均熱流密度時,液滴顯熱不可忽略,通過計算,得到水滴的平均熱流密度為1.4×104-1.1×105W/m2。采用薄膜熱電偶測量撞擊點處壁面瞬態(tài)溫度變化情況,發(fā)現(xiàn)在液滴撞擊初期,液滴撞擊速度越高,撞擊點的溫降越�。淮撕�,液滴撞擊速度對壁面溫度的影響隨時間的增加逐漸消失。壁面的溫降與液滴物性有關,并隨壁面初始溫度的升高和液滴初始直徑增大而增大。液體的表面張力通過改變液膜的形狀、液滴與壁面間的接觸面積對蒸發(fā)過程產生影響。表面張力系數和汽化潛熱較小時,液滴體積的改變對蒸發(fā)時長的影響較小。在液滴流動形態(tài)相似的情況下,汽化潛熱大的液滴對應的壁面溫降越大。
【關鍵詞】：液滴撞擊 加熱壁面 液滴蒸發(fā) 熱流密度
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 問題提出與研究意義8-9
• 1.2 國內外研究進展9-18
• 1.3 本文主要研究內容18-20
• 2 液滴撞擊加熱壁面實驗現(xiàn)象20-33
• 2.1 實驗觀測平臺及實驗條件20-22
• 2.2 實驗現(xiàn)象22-31
• 2.3 本章小結31-33
• 3 液滴撞擊加熱壁面特征參數分析33-58
• 3.1 液滴鋪展33-36
• 3.2 液滴振蕩36-41
• 3.3 液滴反彈41-44
• 3.4 液滴表面蒸發(fā)44-54
• 3.5 液滴熱流密度54-56
• 3.6 本章小結56-58
• 4 液滴撞擊加熱壁面瞬態(tài)溫度變化規(guī)律58-70
• 4.1 實驗條件58-59
• 4.2 撞擊點瞬態(tài)溫度影響因素59-69
• 4.2.1 壁面初始溫度59-60
• 4.2.2 液體物性60-62
• 4.2.3 液滴撞擊Weber數62-65
• 4.2.4 液滴初始直徑65-69
• 4.3 本章小結69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況78-79
• 致謝79-80

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