【摘要】：微液滴的振動和撞擊不僅廣泛存在于自然界之中,噴墨印刷、噴霧涂層和液滴運動等工業(yè)方面也具有重要應(yīng)用。因此,對微液滴的振動特性研究顯得尤為重要。其中,微液滴的振動特性研究指的是對微液滴的一階振動頻率的研究。本文對微液滴的振動特性研究工作從兩個方面展開:在實驗方面,搭建實驗平臺,包括高速攝像機、注射泵和減震臺;準(zhǔn)備不同接觸角的硅片,反映出實驗樣品的親疏水特性;準(zhǔn)備不同性質(zhì)(密度,體積和表面張力)的實驗液滴。高速攝像機拍攝微液滴的振動過程,軟件處理液滴的振動視頻,濾去高階振動頻率的成分,得到微液滴的一階振動頻率。在理論方面,建立微液滴一階振動的理論模型。在Landau和Noblin的理論公式基礎(chǔ)上,根據(jù)能量守恒原理、動量守恒原理和液滴表面波理論,分別推導(dǎo)出三種有一定可行性的液滴一階振動理論模型。比較實際振動頻率和理論計算出的液滴振動頻率,討論不同理論計算公式的優(yōu)缺點和可行性。最后,所有的理論計算模型滿足液滴振動周期隨著表面接觸角增大呈現(xiàn)先減小后增大的性質(zhì);球坐標(biāo)下基于能量守恒原理推導(dǎo)出理論模型在接觸角大于90°時接近實際振動周期;表面波模型在接觸角大于76°時,接近實際振動周期。
【圖文】：

當(dāng)固體表面與純水的表面接觸角０小于９０°時，于是稱此固體表面具有親水逡逑特性；當(dāng)固體表面與水的表面接觸角０大于９０°時，于是稱此固體表面具有疏水逡逑特性。從另一個角度來說，圖１－２邋（ａ）中固體表面為親水表面，具有較高的表面逡逑能量，固體表面張力＆大于液體表面張力圖１－２邋（ｂ）中固體表面為疏水表逡逑面，具有較低的表面能量，固體表面張力｝＾小于液滴表面張力況［４（）１。逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖１－２親疏水不意圖逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ邋ａｎｄ邋ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ逡逑１．２．５實驗液滴的屬性逡逑不同的液滴具有不同的性質(zhì)（密度、粘度和表面張力），甘油與水的配比不逡逑同，會有不同性質(zhì)的甘油混合物。純水和８種不同甘油混合物在室溫２５°Ｃ的條逡逑件下，會呈現(xiàn)不同性質(zhì)，如表１－１。這些液滴具有不同的表面張力，，不同的密度逡逑和粘度［３９］。逡逑６逡逑

Ｃａｍｉｋｖｅｒ逡逑’逡逑圖２－１方案一的實驗示意圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｓｃｅｎａｒｉｏ邋１邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑方案二：為了采集到液滴振動信號的基礎(chǔ)上，能完整的觀看到液滴整個振動逡逑過程，可以搭建一個實驗平臺［４（）］。準(zhǔn)備一個裝有實驗液滴的針筒，針筒一端連逡逑上注射泵，另一端連上一個２４０ｕｍ外徑的針尖，編輯程序的手段控制注射泵的逡逑流速，達到控制液滴體積的作用。液滴的體積比較小，液滴的直徑小于毛細(xì)長度，逡逑基底上移讓液滴落到硅片上面，實現(xiàn)下落過程�；蛘呓o與液滴一個初速度，讓液逡逑滴的尺寸小于毛細(xì)長度。然后，使用高速攝像機拍攝液滴完整的振動過程的視頻。逡逑最后，編輯程序處理高速攝像機拍攝的視頻，得到高速攝像機每一幀的數(shù)據(jù)（液逡逑滴中心點的高度和液滴的底面半徑）。逡逑運用數(shù)據(jù)處理軟件分析數(shù)據(jù)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O353.1

【參考文獻】

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2 周建臣;耿興國;林可君;張永建;臧渡洋;;微液滴在超疏水表面的受迫振動及其接觸線的固著-移動轉(zhuǎn)變[J];物理學(xué)報;2014年21期

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4 李子?xùn)|;李春惠;李廣宇;任瑞睿;;如何受益硅烷偶聯(lián)劑的奇妙功效[J];粘接;2009年07期

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本文編號：2686748