液滴撞擊細纖維現(xiàn)象在空氣過濾、淡水收集及纖維涂層等工程領域很常見,研究該過程的動力學行為及捕集機理,對提高纖維過濾器效率、優(yōu)化捕獲液滴數(shù)量具有重要意義。簡要分析了液滴碰撞動力學;綜述了國內外學者對液滴撞擊細纖維動力學過程進行的可視化及數(shù)值研究,討論了撞擊速度與絲徑、偏心距和纖維表面溫度、纖維彈性等參數(shù)對碰撞后流動狀態(tài)及液膜厚度的影響,以及液滴在細纖維上的形狀和臨界體積等問題。結合電場作用下液滴的動力學特性,耦合電場和重力場是未來研究液滴碰撞動力學的重要方向。 

【文章來源】：熱能動力工程. 2020,35(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

液滴撞擊細纖維的3種結果

中心撞擊與偏心撞擊的比較

關于液滴撞擊復雜結構的研究主要集中在環(huán)境溫度下的液滴動力學問題上。但在工程上經�？梢杂^察到在高溫下液滴對高曲率結構的跌落沖擊,了解其傳熱機理的動力學特性將促進現(xiàn)有的熱應用,并為潛在的發(fā)展提供指導。Lee等人[22]對焦耳加熱鎳鉻絲進行了跌落沖擊實驗,報告了液滴對加熱金屬絲的碰撞動力學,觀察記錄了3種模式(隨溫度升高,沖擊方式分別為尾部、飛濺和跳躍)的轉變(見圖3)。通過理論分析建立的3種不同模式之間過渡的基本物理模型表明,液滴的直徑和沖擊速度是決定跳躍模式閾值溫度的關鍵因素,而成核沸騰溫度和韋伯數(shù)等液體性質是影響飛濺模式發(fā)生的決定性因素。Rajesh等人[23]實驗研究了單液滴撞擊到凹凸輪廓的過熱圓柱形表面的動力學行為。結果發(fā)現(xiàn),凹凸表面上的液滴形貌和擴展特性與平面完全不同。沖擊韋伯數(shù)對液滴的最大擴散因子和停留時間有顯著影響,而表面過熱度對液滴的停留時間影響較小。此外,動量的不對稱分布使凸面和凹面的接觸時間分別減少了16%和24%,流體在方位角方向的優(yōu)先延伸會使液滴在凸面上擴展的更大。孫炎俊等人[24]對液滴碰撞高溫曲面也進行了可視化研究,探討了曲面結構對液滴碰撞沸騰現(xiàn)象的影響,分析了表面溫度及曲面直徑對液滴鋪展特性的影響。結果發(fā)現(xiàn),液滴在凹面上動態(tài)Leidenfrost溫度更低;當表面溫度較低時液滴最大鋪展直徑更大;凸面上液滴鋪展比相對更小而凹面上鋪展更大。范瑤等人[25]通過對比液滴撞擊常溫及過冷彎曲壁面過程中的液滴動力學行為的差異,得到了壁面曲率及過冷度對液滴鋪展行為的影響規(guī)律。結果發(fā)現(xiàn),隨著圓柱體曲率的增加,周向上液膜鋪展更好而軸向上更差;隨著表面過冷度的增加,液滴的鋪展更差且振蕩馳豫時間更短,表層液膜結冰速率加快。然而,低溫壁面上液滴的鋪展要好于常溫壁面上液滴的鋪展。

【參考文獻】：
期刊論文
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[6]高溫氣流中絲網除水特性數(shù)值研究[J]. 郭朝有,賀國,王小川,李雁飛.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2014(05)
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本文編號：3586072