發(fā)布時間：2021-09-12 10:06

　　液滴在外加流場中的變形、破裂以及聚并是研究過程工業(yè)中廣泛存在的液液不互溶體系的液滴尺寸及其分布的基礎。目前對于單液滴在慣性力可忽略的簡單流場中的變形與破裂已經(jīng)有了較為充分的認識,而表面活性劑和慣性力對液滴行為的影響有待進一步研究。本文采用耗散粒子動力學方法,研究了表面活性劑和慣性力影響下的單液滴的變形、破裂與聚并。對于中等雷諾數(shù)（1～16）下剪切流場中單液滴的變形,在不同表面活性劑添加量和流場強度下,考察了液滴的傾斜角、變形度以及表面活性劑在相界面的分布狀況,得到了無表面活性劑液滴的變形度與毛細數(shù)和韋伯數(shù)的擬合關聯(lián)式;通過分別模擬油包水和水包油兩種體系,發(fā)現(xiàn)當液滴尺寸與表面活性劑特征尺寸相近時,在相同的外加流場和表面活性劑添加量下,油包水體系中表面活性劑在相界面的分布更不均勻,液滴傾斜角更小,變形度更大。在液滴變形模擬的基礎上,考察了不同表面活性劑添加量下液滴破裂的臨界條件,發(fā)現(xiàn)隨著表面活性劑添加量的增大,液滴破裂的臨界毛細數(shù)和臨界雷諾數(shù)均減小,而破裂前的最大變形度基本不變;對相同尺寸的兩個液滴的對心碰撞進行了初步模擬,考察了油包水和水包油體系中不同表面活性劑添加量和表面活性劑極性端親... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｔａｌｏｒ用于實現(xiàn)拉伸流場和剪切流場的裝置（Ｔａｌｏｒ，?１９３４）??

圖１．２不同粘度比和毛細數(shù)下液滴的破裂類型相圖（Ｚｈａｏ，?２００７）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｄｒｏｐ?ｂｒｅａｋｕｐ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｘ?ａｎｄ?Ｃａ（Ｚｈａｏ，?２００７）．??圖１．２所示為Ｚｈａｏ?（２００７）給出的不同粘度比和毛細數(shù)下液滴的破裂類型相??圖。在２?＜ｉｃ?＝?３．５的范圍內，當，液滴的破裂類型為Ｅｎｄ?Ｐｉｎｃｈｉｎｇ，??６??

兩端分離出成對的子液滴，分離的過程中還會產生一些更小的液滴。這樣的分離??過程隨著母液滴初始尺寸的增大而增多，當Ｃａ＞１．５０ｉｃ時會重復四到五次。圖??１．３和圖１．４分別為不同Ｃａ時Ｅｎｄ?Ｐｉｎｇｈｉｎｇ類型的兩種典型的破裂狀況（Ｔｏｒｚａ??ｅｔ?ａｌ”?１９７２，Ｃｒｉｓｔｉｎｉ?ｅｔ?ａｌ”?２００３?）〇??ｒ?—＾?、一＾?＾?＾一＾．＇一??‘一一一??１?＾?Ａ?二?＾??：：?—二?—：．??Ａ?＊３‘參??圖１．３?山，不同粘度比下液滴的破裂（Ｔｏｒｚａｅｔａｌ．，?１９７２）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｒｏｐｌｅｔ?ｂｒｅａｋｕｐ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｃａ＾Ｃ＾ｃ（Ｔｏｒｚａ?ｅｔ?ａｌ．，?１９７２）．??７??

【參考文獻】：
博士論文
[1]GPU加速耗散粒子動力學模擬軟件及其在重質油介觀模擬中的應用[D]. 王思博.中國科學院研究生院(過程工程研究所) 2015



本文編號：3394033