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非牛顿流体液滴撞击固体表面的行为广泛存在于多种工农业生产中, 然而目前相关研究主要关注牛顿流体, 非牛顿流变特性对液滴撞击动力学的影响机制还有待探索. 本文研究了纯剪切变稀流体(质量分数≤ 0.03%的黄原胶水溶液)液滴撞击疏水表面后的最大铺展及回弹行为. 通过高速摄像技术捕获液滴撞击疏水表面的运动过程及形态变化, 研究了液滴的铺展回缩过程. 实验结果表明, 在相同We下, 剪切变稀特性对液滴撞击疏水表面后的铺展阶段影响很小, 但对回缩阶段影响很大. 黄原胶浓度增加使得液滴依次表现出部分回弹、完全回弹和表面沉积三种不同的回弹行为. 利用能量守恒定律推导出了液滴能在疏水表面上回弹的临界无量纲高度ξc理论值. 发现牛顿流体与非牛顿流体液滴最大无量纲高度ξmax均符合标度律ξmax ~ αWe斜率随黄原胶浓度增大而减小. 基于有效雷诺数Reeff, 提出了一种有效黏度μeff表达式, 并据此建立了剪切变稀流体的最大无量纲直径βmax预测模型. 该模型在较广We区间与实验测量值取得了良好一致. 相似文献
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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。 相似文献
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