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连续凹槽基底对含非溶性活性剂薄液膜流动特性的影响

李春曦 陈朋强 叶学民

连续凹槽基底对含非溶性活性剂薄液膜流动特性的影响

李春曦, 陈朋强, 叶学民
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  • 针对连续凹槽基底上含非溶性活性剂液膜的流动过程, 采用润滑理论建立了液膜厚度和活性剂浓度演化模型, 利用PDECOL程序数值模拟得到了液膜流动的动力学特征及基底结构参数的影响. 研究表明: 活性剂液膜流经连续凹槽时, 负向台阶处形成凹陷, 正向台阶处形成隆起, 且随时间逐渐增大; 与平整基底相比, 连续凹槽下的活性剂液膜铺展速度加快; 基底凹槽的高度增加或斜度减小可加速液膜破断的可能性; 增大凹槽宽度可促进液膜流动; 减小斜度会使液膜进入第一凹槽前形成隆起特征; 重力在液膜的爬坡和下坡过程中具有相反的作用, 但均使得流动稳定性变差; 分子间作用力形成的结合压可加速液膜流动, 进而引发去湿润现象, 分离压则与之相反.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10972077,11202079)和中央高校基本科研业务费(批准号:13MS97)资助的课题.
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    [3] 李春曦, 施智贤, 庄立宇, 叶学民. 活性剂对表面声波作用下薄液膜铺展的影响. 物理学报, 2019, 68(21): 214703. doi: 10.7498/aps.68.20190791
    [4] 刘梅, 王松岭, 吴正人. 非平整基底上受热液膜流动稳定性研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154702. doi: 10.7498/aps.63.154702
    [5] 毕菲菲, 郭亚丽, 沈胜强, 陈觉先, 李熠桥. 液滴撞击固体表面铺展特性的实验研究. 物理学报, 2012, 61(18): 184702. doi: 10.7498/aps.61.184702
    [6] 刘邱祖, 寇子明, 韩振南, 高贵军. 基于格子Boltzmann方法的液滴沿固壁铺展动态过程模拟. 物理学报, 2013, 62(23): 234701. doi: 10.7498/aps.62.234701
    [7] 林林, 袁儒强, 张欣欣, 王晓东. 液滴在梯度微结构表面上的铺展动力学分析. 物理学报, 2015, 64(15): 154705. doi: 10.7498/aps.64.154705
    [8] 梁刚涛, 郭亚丽, 沈胜强. 液滴低速撞击润湿球面现象观测分析. 物理学报, 2013, 62(18): 184703. doi: 10.7498/aps.62.184703
    [9] 邱丰, 王猛, 周化光, 郑璇, 林鑫, 黄卫东. Pb液滴在Ni基底润湿铺展行为的分子动力学模拟. 物理学报, 2013, 62(12): 120203. doi: 10.7498/aps.62.120203
    [10] 叶学民, 李永康, 李春曦. 受热基底上的液滴铺展及换热特性. 物理学报, 2016, 65(23): 234701. doi: 10.7498/aps.65.234701
    [11] 叶学民, 杨少东, 李春曦. 随活性剂浓度变化的分离压对垂直液膜排液过程的影响. 物理学报, 2017, 66(18): 184702. doi: 10.7498/aps.66.184702
    [12] 叶学民, 李明兰, 张湘珊, 李春曦. 表面弹性对含可溶性活性剂垂直液膜排液的影响. 物理学报, 2018, 67(21): 214703. doi: 10.7498/aps.67.20181020
    [13] 李春曦, 姜凯, 叶学民. 含活性剂液膜去润湿演化的稳定性特征. 物理学报, 2013, 62(23): 234702. doi: 10.7498/aps.62.234702
    [14] 杨颖, 宋俊杰, 万明威, 高靓辉, 方维海. 分子层次的金纳米棒-表面活性剂-磷脂自组装复合体形貌. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200979
    [15] 王松岭, 刘梅, 王思思, 吴正人. 随时间变化的非平整壁面对液膜表面波演化特性的影响. 物理学报, 2015, 64(1): 014701. doi: 10.7498/aps.64.014701
    [16] 张旋, 张天赐, 葛际江, 蒋平, 张贵才. 表面活性剂对气-液界面纳米颗粒吸附规律的影响. 物理学报, 2020, 69(2): 026801. doi: 10.7498/aps.69.20190756
    [17] 焦云龙, 刘小君, 逄明华, 刘焜. 固体表面液滴铺展与润湿接触线的移动分析. 物理学报, 2016, 65(1): 016801. doi: 10.7498/aps.65.016801
    [18] 李春曦, 裴建军, 叶学民. 倾斜粗糙壁面上含不溶性活性剂溶液的动力学特性. 物理学报, 2013, 62(21): 214704. doi: 10.7498/aps.62.214704
    [19] 刘育良, 陈志刚, 孙大兴, 张广玉. 磁头-磁盘接触作用力对磁记录层信息强度影响规律的定量研究. 物理学报, 2015, 64(23): 237502. doi: 10.7498/aps.64.237502
    [20] 都有为, 陆怀先, 王挺祥, 王亚旗. 界面活性剂对Fe3O4磁性与穆斯堡尔谱的影响. 物理学报, 1982, 31(10): 1417-1422. doi: 10.7498/aps.31.1417
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-07
  • 修回日期:  2014-06-22
  • 刊出日期:  2014-11-05

连续凹槽基底对含非溶性活性剂薄液膜流动特性的影响

  • 1. 华北电力大学, 电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 保定 071003
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10972077,11202079)和中央高校基本科研业务费(批准号:13MS97)资助的课题.

摘要: 针对连续凹槽基底上含非溶性活性剂液膜的流动过程, 采用润滑理论建立了液膜厚度和活性剂浓度演化模型, 利用PDECOL程序数值模拟得到了液膜流动的动力学特征及基底结构参数的影响. 研究表明: 活性剂液膜流经连续凹槽时, 负向台阶处形成凹陷, 正向台阶处形成隆起, 且随时间逐渐增大; 与平整基底相比, 连续凹槽下的活性剂液膜铺展速度加快; 基底凹槽的高度增加或斜度减小可加速液膜破断的可能性; 增大凹槽宽度可促进液膜流动; 减小斜度会使液膜进入第一凹槽前形成隆起特征; 重力在液膜的爬坡和下坡过程中具有相反的作用, 但均使得流动稳定性变差; 分子间作用力形成的结合压可加速液膜流动, 进而引发去湿润现象, 分离压则与之相反.

English Abstract

参考文献 (29)

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