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液滴在不同润湿性表面上蒸发时的动力学特性

叶学民 张湘珊 李明兰 李春曦

液滴在不同润湿性表面上蒸发时的动力学特性

叶学民, 张湘珊, 李明兰, 李春曦
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  • 基于润滑理论,采用滑移边界条件建立了二维液滴厚度的演化模型和移动接触线动力学模型,利用数值计算方法模拟了均匀加热基底上固着液滴蒸发时的动力学特性,分析了液-气、固-气和液-固界面张力温度敏感性对壁面润湿性和液滴动态特性的影响.结果表明,液滴的运动过程受毛细力、重力、热毛细力和蒸发的影响,重力对液滴铺展起促进作用,而毛细力、热毛细力则起抑制作用;通过改变界面张力温度敏感性系数,可使液滴蒸发过程中的接触线呈现处于钉扎或部分钉扎模式,且接触线钉扎模式下的液滴存续时间低于部分钉扎模式;提高液-气与液-固界面张力温度敏感系数均可改善壁面润湿性能,加快液滴铺展速率;而增大固-气界面张力温度敏感系数则导致壁面润湿性能恶化、延缓液滴铺展过程;通过改变固-气界面张力温度敏感系数更有利于调控处于蒸发状态下的液滴运动.
      通信作者: 李春曦, leechunxi@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: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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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-22
  • 修回日期:  2018-02-16
  • 刊出日期:  2018-06-05

液滴在不同润湿性表面上蒸发时的动力学特性

  • 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
  • 通信作者: 李春曦, leechunxi@163.com
    基金项目: 

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

摘要: 基于润滑理论,采用滑移边界条件建立了二维液滴厚度的演化模型和移动接触线动力学模型,利用数值计算方法模拟了均匀加热基底上固着液滴蒸发时的动力学特性,分析了液-气、固-气和液-固界面张力温度敏感性对壁面润湿性和液滴动态特性的影响.结果表明,液滴的运动过程受毛细力、重力、热毛细力和蒸发的影响,重力对液滴铺展起促进作用,而毛细力、热毛细力则起抑制作用;通过改变界面张力温度敏感性系数,可使液滴蒸发过程中的接触线呈现处于钉扎或部分钉扎模式,且接触线钉扎模式下的液滴存续时间低于部分钉扎模式;提高液-气与液-固界面张力温度敏感系数均可改善壁面润湿性能,加快液滴铺展速率;而增大固-气界面张力温度敏感系数则导致壁面润湿性能恶化、延缓液滴铺展过程;通过改变固-气界面张力温度敏感系数更有利于调控处于蒸发状态下的液滴运动.

English Abstract

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