柴油液滴冲击液膜润湿壁面实验和数值模拟

摘要：

从实验和数值模拟两方面研究了液滴碰撞液膜润湿壁面的过程.实验采用高速摄像仪观测并分析了液滴撞壁后的铺展、水花形成和液滴破碎飞溅现象,并定量获得了液滴的铺展系数和铺展速度随时间的变化规律.实验结果表明:液滴的铺展系数和铺展速度的碰撞速度效应明显;碰撞速度越大,液滴的铺展系数越大;液滴撞壁后的铺展速度迅速减小,碰撞速度越大铺展速度越大.数值模拟采用流体体积法,综合考虑液滴与壁面间传热及接触热阻的作用,建立了液滴撞壁数值模型.该模型模拟结果和实验数据吻合较好,证明了数值模型的准确性.数值结果表明:液体内部的压力梯度是液滴铺展、产生皇冠水花和以及液滴破碎飞溅的主要原因;毛细波是水花颈部收缩和液滴破碎飞溅的关键因素.

关键词：液滴冲击、液膜润湿壁面、皇冠水花、液滴破碎飞溅

所属期刊栏目：45

分类号：TK05;TK124(一般性问题)

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划资助项目2012BAD30B01、国家自然科学基金资助项目51006031、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目13CX02078A和安徽省自然科学基金资助项目11040606Q40

在线出版日期：2015-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：9-17