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低韦伯数下液滴撞击固体表面的动力学行为研究

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液滴撞击固体表面现象在喷雾冷却、热喷涂等工业领域广泛存在,研究液滴撞击固体表面的动力学过程及作用机制,对相关工业技术的应用和发展具有重要价值.建立二维轴对称模型,数值模拟低韦伯数下液滴撞击固体表面的动力学过程,并以无量纲参数ξ作为铺展因子,对液滴的变形程度进行表征.通过与实验图像的对比,验证了模型的准确性.通过改变液滴撞击速度和初始直径的大小得到了大范围低韦伯数0＜We＜180.研究发现:韦伯数较小意味着惯性力较小,液滴变形会受到表面张力的阻碍,导致铺展因子较小,但较小的韦伯数仍可能呈现出较大的铺展因子;随着液滴静态接触角的增大,液滴铺展因子逐渐减小;在具有不同表面润湿性的固体表面上,液滴的动力学行为不同,其中亲水表面更利于在液滴铺展,在疏水表面上,液滴更容易发生反弹.
Research on Dynamics of Droplets Impingement on Solid Surfaces at Low Weber Numbers

Droplets ImpingementSolid SurfaceSpreading FactorWeber NumberSurface Wettability

詹银晓、王珂、南春苗、徐天艺、张帅

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宁夏大学机械工程学院,宁夏银川750000

石嘴山工贸职业技术学院,宁夏石嘴山753000

液滴撞击 固体表面 铺展因子 韦伯数 表面润湿性

宁夏自然科学基金资助项目

2021AAC03038

2023

10.14103/j.issn.2095-8412.2023.06.010

工业技术创新
中国电子信息产业发展研究院和赛迪工业和信息化研究院（集团）有限公司

工业技术创新

ISSN：2095-8412
年,卷(期)：2023.10(3)
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