乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展行为实验研究

摘要

为探究表面张力对液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学行为的影响，搭建了可视化实验系统，探究了乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为，分析了水平壁面过冷度对低表面张力液滴冲击铺展动力学行为的影响。实验中，采用亲水硅水平壁面及较小的冲击速度以观测乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为。此外，还比较了不同的最大铺展因子和最大铺展时间的典型模型对乙醇液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学因子的适用性。结果表明：乙醇液滴冲击过冷亲水水平壁面的铺展动力学行为分为飞溅、铺展、稳定3个阶段；最大铺展时间随水平壁面过冷度的增大而减小；水平壁面过冷度对最大铺展因子的影响是非单调的，在水平壁面过冷度较低时，最大内部铺展因子减小起主要作用，在水平壁面过冷度较高时，由于瑞利-泰勒不稳定性的增强，无量纲手指状突起增大起主要作用，二者共同作用造成了非单调变化；现有模型对于最大铺展时间的预测效果较好，相对平均偏差为6.05%,而对最大铺展因子的预测效果较差。

关键词

液滴冲击 / 过冷水平壁面 / 表面张力 / 铺展动力学行为

基金资助

国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0010-0054); 国家自然科学基金资助项目(52076164); 陕西高校青年创新团队资助项目