本文關鍵詞：疏水性微結構表面的抗結冰特性仿真研究　出處：《表面技術》2016年09期 　論文類型：期刊論文

  更多相關文章： 微結構表面 疏水性 抗結冰特性 凝結速度 有限元體積法 FLUENT

【摘要】：目的探究不同形狀微結構表面的疏水、抗結冰特性,以及兩者間的關系。方法基于有限體積法對液滴滴落至微結構表面的浸潤和凝結過程進行仿真探究。首先建立了具有不同形狀微溝槽表面的仿真模型,然后分析了不同微結構表面的疏水特性差異,最后根據(jù)不同微結構表面的水滴滴落凝結行為及內(nèi)部流場的仿真研究,獲得了微結構表面疏水性和疏冰性關系,揭示疏冰性產(chǎn)生的原因。結果矩形微結構表面液滴的接觸角為109°,表現(xiàn)出疏水特性。鋸齒形微結構表面液滴的接觸角為162°,表現(xiàn)出超疏水特性。液滴在鋸齒形微結構表面上20 ms后凝結率低于2%,抗結冰能力最強。普通表面上的液滴凝結率為4%,低于矩形表面上的6%。對比矩形表面與普通表面上的液滴凝結過程,矩形表面上液滴內(nèi)部湍流動能是普通表面上液滴的5倍,經(jīng)過20 ms后,普通表面上液滴近壁面溫度下降30 K,同時矩形微結構表面上液滴近壁面溫度僅下降10 K。結論具有微結構的表面能表現(xiàn)出疏水性,這種疏水性對抗結冰特性具有雙重作用,一方面降低了液滴初期的凝結速度,另一方面加快了液滴在底層形成穩(wěn)定冰層后的凝結速度。
[Abstract]:Objective to investigate the hydrophobic and anti-icing properties of different shapes of microstructures. Methods based on the finite volume method, the infiltration and condensation process of droplet dropping onto the microstructural surface was simulated. Firstly, a simulation model with different shapes of microgroove surface was established. Then, the hydrophobic characteristics of different microstructures are analyzed. Finally, the hydrophobicity and ice hydrophobicity of microstructures are obtained according to the simulation study of droplet drop condensation behavior and internal flow field on different microstructural surfaces. Results the contact angle of droplets on the surface of rectangular microstructures was 109 擄, which showed hydrophobic property, and the contact angle of droplets on sawtooth microstructures was 162 擄. It shows superhydrophobicity. The condensation rate of droplets on the surface of serrated microstructures is less than 2 Ms, and the freezing resistance of droplets is the strongest. The condensation rate of droplets on ordinary surfaces is 4%. Comparing the condensation process between the rectangular surface and the normal surface, the turbulent kinetic energy of the droplet on the rectangular surface is 5 times that on the ordinary surface, and after 20 Ms. The temperature of droplets near the wall on the ordinary surface decreased by 30 K, while that on the surface of the rectangular microstructures decreased by only 10 K. Conclusion the surface with microstructures shows hydrophobicity. This kind of hydrophobicity has the dual function of resisting ice formation. On the one hand, it reduces the initial condensation rate of the droplets, on the other hand, it speeds up the condensation rate of the droplets after the formation of the stable ice layer at the bottom.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(51535003)~~
【分類號】：TG174.4
【正文快照】： Received:2016-04-06;Revised:2016-05-17覆冰災害會帶來巨大的安全隱患。輸電線上的覆冰會壓斷電線,影響正常的生產(chǎn)工作,同時威脅到人身安全[1]。在航空領域,覆冰會增加機翼阻力,影響空速表等傳感器的正常使用。此外,在極地等極端惡劣環(huán)境,覆冰會嚴重影響各類暴露在室外的儀

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 金孝剛,王弘;沖擊波處理45鋼的微結構研究[J];高壓物理學報;1993年04期

2 卜云峰;鄭曉虎;侯志偉;孫全平;;用SU-8膠加工微結構的試驗研究[J];制造技術與機床;2008年07期

3 宋士泓;鄭子樵;崔祺;張緯斌;;Al—Li合金性能與微結構的關系[J];輕合金加工技術;1987年07期

4 徐斌;伍曉宇;雷建國;羅烽;龔峰;杜晨林;阮雙琛;王振龍;;逐層微細電阻滑焊工藝制備三維微結構[J];光學精密工程;2014年05期

5 張海南;郭兵;趙清亮;;超硬微結構光學功能表面的ELID磨削加工技術[J];航空精密制造技術;2013年04期

6 焦洋洋;王素娟;劉強;;光學微結構超精密多軸銑削加工技術[J];機床與液壓;2014年13期

7 彭應國，，李方華;（Sr，Nd）CuO＿2相中的微結構與氧缺位[J];電子顯微學報;1994年06期

8 王曉慧;孫濤;;UMAC時基控制原理及其在非軸對稱微結構表面切削中的應用[J];機床與液壓;2012年01期

9 趙清亮;郭兵;楊輝;王義龍;;金剛石飛切加工微結構表面的工藝參數(shù)優(yōu)化[J];光學精密工程;2009年10期

10 ;[J];;年期

相關會議論文 前2條

1 溫正湖;王樂妍;張冬仙;;基于激光光致熱塑膨脹的三維微結構制備新方法[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術大會論文集（一）[C];2007年

2 袁媛;李晨蔚;張建明;;退火處理對rr-P3BT微結構影響的紅外光譜分析[A];第十六屆全國分子光譜學學術會議論文集[C];2010年

相關博士學位論文 前2條

1 吳勃;金屬仿生功能微結構的激光制備與研究[D];江蘇大學;2011年

2 陳遠流;面向微結構陣列的超精密切削加工與測量關鍵技術研究[D];浙江大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 李陽;基于PMAC的微結構密集陣列加工機床數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)[D];廣東工業(yè)大學;2016年

2 郭旌;圓柱表面微結構車削的研究[D];吉林大學;2014年

3 趙明輝;微結構表面快刀加工仿真技術與實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

4 周雅各;利用毛細管微探針的微結構制備新方法研究[D];浙江大學;2011年

5 王石磊;薄壁微結構研拋裝置關鍵技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

6 張威;具有曲率突變特征的微結構測量技術研究[D];浙江大學;2013年

7 朱登超;光學微結構快速車削工藝研究與精度分析[D];國防科學技術大學;2010年

8 楊文愷;鈦合金切削刀具設計基礎研究[D];華中科技大學;2014年

9 范廣智;仿生非光滑機床導軌面摩擦特性及試驗研究[D];吉林大學;2015年

10 柯學;模具鑄層平整性及多樣截面微結構制作方法[D];大連理工大學;2013年

本文編號：1384869