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横向气流作用下液滴垂直撞击壁面动力学模拟

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为研究气流对液滴碰撞不同壁面后形状变化的影响,采用VOF方法,模拟了液滴在流速为0。1 m/s的横向气流作用下,以0。22和0。44 m/s的初始速度撞击不同润湿性壁面的行为,壁面接触角分别取为60°、70°、90°、120°和160°。结果表明,液滴的撞击速度和壁面接触角显著影响其形态变化。液滴的撞击速度对其铺展过程的推进速度有直接影响,高速撞击能够迅速促使液滴达到最大铺展状态。接触角的增大导致液滴达到最大铺展直径的时间缩短,并快速达到最大铺展状态。在横向气流场中,液滴的润湿面积相较于无气流场增加了0。95%~9。91%。研究结果揭示了气流对液滴行为的影响,为优化空气处理设备中的液滴管理提供了实际指导。
Dynamics simulation of vertical droplet impingement on the wall under the effect of transverse airflow
To study the effects of airflow on droplet shape changes after collision with different surfaces,the volume of fluid(VOF)method was employed to simulate droplet impingement with different surfaces with va-rious wettabilities,with the contact angles of 60°,70°,90°,120°,and 160°,at initial velocities of 0.22 and 0.44 m/s under a transverse airflow of 0.1 m/s.The results indicate that the impact velocity and the surface contact angle significantly influence droplet morphology.The impact velocity directly affects the spreading process.The high-impact velocity rapidly leads to maximum spreading.Larger contact angles reduce the time to reach the maximum spreading diameter and accelerate the attainment of maximum spreading.In the trans-verse airflow field,the wetting areas of droplets increase by 0.95%to 9.91%compared to those of the no-flow case.The research results reveal the impact of airflow on the droplet behaviors and provide practical guid-ance for optimizing droplet management in air handling systems.

transverse airflowdroplet impingementspreading and reboundingwettabilitycontact angle

陈波、张小松

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东南大学能源与环境学院,南京 211189

东南大学低碳型建筑环境设备与系统节能教育部工程研究中心,南京 210096

横向气流 液滴撞击 铺展与反弹 润湿性 接触角

2024

东南大学学报(自然科学版)
东南大学

东南大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.989
ISSN:1001-0505
年,卷(期):2024.54(6)