高分子材料添加物对液滴撞击超疏水壁面后奇异射流行为的抑制机制研究  被引量:1

Investigation on the Suppression Mechanism of Singular Jet Behavior after Droplets Impact on Superhydrophobic Surfaces by Adding Polymer Additives

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作  者:沈学峰 刘海龙[1] 王建成 郑诺 王军锋[1] 刘志伟 SHEN Xue-Feng;LIU Hai-Long;WANG Jian-Cheng;ZHENG Nuo;WANG Jun-Feng;LIU Zhi-Wei(School of Energy and Power Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)

机构地区:[1]江苏大学能源与动力工程学院,镇江212013

出  处:《工程热物理学报》2022年第1期123-127,共5页Journal of Engineering Thermophysics

基  金:国家自然科学基金(No.51876086,No.51506078)。

摘  要:研究了纯水液滴和黄原胶水溶液液滴撞击超疏水壁面过程中的奇异射流行为生成机制。基于高速摄像技术搭建可视化实验平台,发现纯水液滴在中等W e数范围内撞击壁面过程中出现奇异射流行为。同时,在特定的W e数范围内,奇异射流行为伴随着气泡卷吸现象发生。研究结果表明,在纯水中添加微量的高分子材料黄原胶可以实现对液滴撞击壁面后奇异射流行为的完全抑制。为了深入分析奇异射流行为的生成机制,基于有限元法,通过水平集方法捕捉相界面的移动,构建了了液滴撞击超疏水壁面的数值模型,以数值方法揭示了奇异射流的生成过程。We investigate the generation mechanism of singular jet during impact of droplets(deionized water,aqueous Xanthan solution)on superhydrophobic surfaces.By means of high-speed visualization,we show the existence of singular jet when droplet impact on a superhydrophobic surface under moderate Weber number(5<W e<15).In addition,for a certain range of Weber number,the jet formation is accompanied by entrapment of air bubbles.We also reveal that by adding very small amount of Xanthan into deionized water droplets,a complete suppression of the singular jet is observed.To get a deeper insight into the generation and suppression mechanism of singular jet.We build a numerical model based on the finite element method and use level set method to capture the moving interface.The numerical simulation results shown the dynamics of the singular jet generation process.

关 键 词:液滴撞击 奇异射流 高分子添加物 黄原胶 超疏水壁面 

分 类 号:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理]

 

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