霍元平
,
王军锋
,
左子文
,
谢立宇
,
王贞涛
工程热物理学报
基于显微高数数码摄像技术对毛细通道荷电液滴雾化模式的演变过程进行了可视化研究.以不同乳化状态的生物柴油、无水乙醇、去离子水为研究介质,采用带有显微变焦镜头的高速数码相机对荷电液滴雾化的显微形貌进行了微距拍摄,探讨介质电导率、黏度及表面张力等对荷电液滴雾化模式演变的影响规律.实验结果表明:随着电导率的增加,维持滴状模式的荷电电压区间逐渐变窄,脉动模式的电压区间逐渐扩大,而锥射流模式的电压区间逐渐缩短.对于低表面张力的绝缘性液体,黏度的降低可获得亚微米级或纳米级的稳定多股射流喷射羽.而对于低黏度的绝缘性液体,表面张力的增加会导致荷电雾化的雾滴平均粒径偏大且不均匀.
关键词:
荷电液滴
,
电导率
,
雾化模式
,
显微高速数码摄像
霍元平
,
王军锋
,
毛文龙
,
王泽
,
左子文
工程热物理学报
为探讨荷电液滴的变形机理,对滴状模式下荷电液滴的脉动变形特征进行了实验研究.综合考虑毛细管经、荷电电压及液滴的物性参数,采用带有显微变焦镜头的高速数码相机对荷电液滴进行了微距拍摄,并结合图像处理技术研究了荷电液滴的脉动变形问题.实验结果表明:随着电压的增加,液滴的最大变形率逐渐增大,但其脉动变形周期却逐步减小.对于导电性液体,电导率对荷电液滴的变形率及脉动周期影响微弱.表面张力与荷电液滴的最大变形率呈反比,与其脉动变形周期呈正比.
关键词:
荷电液滴
,
物性参数
,
变形率
,
高速数码
范亚骏
,
王军锋
,
霍元平
,
王贞涛
工程热物理学报
综合运用PIV、高速数码及图像处理技术,对不同电导率液滴在外加电场下蒸发的显微形貌特征及内部微流动进行了可视化研究.通过荷电液滴内部的速度云图及流线图,探究内部流动速度及流动状态与电场力、液体电导率等因素的关系,对液滴荷电蒸发过程的各个蒸发模式进行了定义.给出了液滴的内部微流动与电场力的关系,对疏水表面液滴荷电蒸发过程的变化趋势进行了标准化处理,给出相应方程,并与实验进行了对比.
关键词:
荷电液滴
,
蒸发
,
内部微流动
,
PIV
,
标准化处理
霍元平
,
王军锋
,
左子文
,
范亚骏
,
王贞涛
工程热物理学报
基于显微高数数码摄像技术对异性荷电液滴对撞行为的演变过程进行了实验研究.以不同离子浓度的盐酸水溶液为研究介质,精确捕捉了不同电压下异性荷电液滴的非聚合破碎形貌特征,探讨了介质电导率等对异性荷电液滴非聚合及破碎特性的影响规律.实验结果表明:低电导率液滴在较高电压下的动力学行为表现为非接触反弹.随着电导率的增加,液滴对撞过程的动力学行为表现为非接触破碎,液滴尖端的离子浓度在发生空气放电前达到瑞利极限.液滴破碎行为的剧烈程度与液体电导率成正比,高电导率液体在较低的电压区间便观察到液滴的破碎行为,且液滴拉伸速率及破碎体积对电场强度的变化更加敏感.
关键词:
异性荷电液滴
,
离子迁移
,
库仑分裂
,
显微高速数码摄像
左子文
,
王军锋
,
霍元平
,
谢立宇
,
许荣斌
工程热物理学报
对固定荷电液滴吸附细颗粒物进行了数值模拟计算.采用微漏电模型计算电场分布和作用在液滴上的电场力.利用VOF模型追踪液滴自由界面,考虑自由界面流体体积分数过渡引起的物性参数变化.通过求解牛顿方程计算固体细颗粒物的运动轨迹.计算模拟了细颗粒物在库仑力、电场力、流体黏阻以及重力的作用下脱离基底被荷电液滴捕集的全过程,分析了不同电场强度、颗粒粒径以及液滴粒径等因素对吸附效率的影响.计算结果与实验结果吻合较好.
关键词:
荷电液滴
,
细颗粒物捕集
,
微漏电模型
,
VOF模型
王军锋
,
左子文
,
霍元平
工程热物理学报
液滴的演化作为雾化的最基本形式,研究其动力学特性为深入探究静电雾化机理提供了重要的理论依据.静电雾化的重要形式之一是锥射流,研究其形成过程及电动力学特性对于探讨分析多股射流等其他复杂多相流具有重要意义.利用Level-set耦合VOF方法,在假设流体不可压缩并做平流运动的情况下,对单液滴生成过程以及静电场下锥射流的形成进行了数值模拟.模拟结果与实验结果较好吻合,验证了Level-set耦合VOF方法模拟两相流问题的有效性.同时分析了液滴生成过程及锥射流状态下的速度场等分布,为模拟多场耦合等复杂条件下的液滴二次雾化奠定了基础.
关键词:
Level-set方法
,
VOF方法
,
液滴形成
,
静电场
,
锥射流
