两相驱替过程中的液膜生成和接触线动力学研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Helilujah
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
两种互不相溶的流体互相驱替的现象在自然界和工业领域中有着重要应用,也是界面流体力学关注的重要问题。在驱替的过程中,界面由稳定弯月面状态到失稳发生润湿转换,其中包含了移动接触线的动力学和固体基底表面的三维效应,对其机理的探究可以助力工艺技术的快速提高。本文通过实验的手段对复杂几何壁面上的两相驱替问题进行了研究,主要的工作和研究成果如下:(1)实验研究了部分浸润的水平圆形毛细管中的润湿转换问题,主要关注发生润湿转换时的临界驱替速度、接触线速度的变化以及驱替速度对气泡长度和液塞长度的影响。当驱替速度低于临界值时,气液界面呈现稳定弯月面结构并以恒定速度向前运动。当速度超过临界值时,接触线速度突然下降,并在管壁上拉出一层液膜:在接触线附近,液膜结构为山脊形凸起,其体积不断增大并最终闭合,从而生成Taylor气泡。该过程不断重复,产生周期性的气泡结构。随着驱替速度的增加,气泡长度逐渐增大,而气泡之间的液塞长度逐渐减小,最后趋于稳定值。气泡运动速度和长度的实验结果和Bretherton(1961a)以及Gao et al.(2019)理论结果对比良好。(2)实验研究了部分浸润液体(接触角约为100°)在方形毛细管中的气液两相驱替问题,主要关注两相驱替的润湿转换现象、接触线动力学和管内气泡的运动变化。驱替过程中,随着驱替速度的不断增长,有四种典型的流动模态:(ⅰ)稳定运动的弯月面;(ⅱ)内角顶点两侧薄液丝的脱落和破裂;(ⅲ)角落处粗液丝产生和自发缩回;(ⅳ)角落处液丝和壁面上液膜共存,产生Taylor气泡。实验验证了方管内气泡的横截面近似为圆形,同时提出了预测液膜厚度的经验关系式。在此基础上,提出了与实验结果一致的气泡长度和速度的计算公式。(3)实验研究了部分浸润(接触角约为49°)的竖直方形毛细管内气液两相驱替问题,主要关注方形管内移动接触线的运动、内壁液膜的演化规律和管道内气泡的动力学。研究发现,方管内气液驱替呈现五种界面模态:(ⅰ)稳定弯月面结构;(ⅱ)四个内角的接触线两侧拖出细液丝,并破裂成小液滴结构;(ⅲ)内角处的液体率先发生润湿转换,拖出粗液丝,粗液丝两端连接两条细液丝;(ⅳ)壁面上发生润湿转换,第一个凸起结构不稳定导致第二个凸起产生;(ⅴ)只产生一个凸起液膜结构,并直接闭合生成气泡。实验给出了五种模态之间的临界驱替速度,也给出了发生润湿转换之后液丝和液膜的回缩速度随驱替速度的变化。作为补充,进一步研究了方形管道内气泡竖直上升的运动规律,发现方管内气泡上升速度不变时存在临界气泡长度,并给出了气泡上升速度随管径大小变化的实验结果,与理论结果符合较好。(4)实验研究了液滴在倾斜角落内滑下的形态,主要关注液滴演化规律、移动接触线的运动和液滴演化的几何形状。当倾斜角度很小时,液滴下落非常缓慢,其形状可以被描述为垂坠状液滴。当倾斜角度适中时,在液滴尾部形成一条尾迹。当倾斜角度进一步增加时,液滴尾部出现上下两段不同宽度的液丝,并且细液丝最终拉断。实验给出了三种模态出现的临界倾斜角度以及接触线速度随倾斜角度的变化。进一步研究了液丝的形态结构。
其他文献
在刑事诉讼中,普通性问题与专门性问题之间存在严格界分,二者在认识结构、认知权力分配和相关证据适用标准上都有所不同。2021年《最高人民法院关于适用〈中华人民共和国刑事诉讼法〉的解释》确认了专门性问题报告和事故调查报告的证据地位,由此我国解决专门性问题的基本格局将逐渐演变为以鉴定意见为主、多元化证据形式并存。传统的鉴定意见规制模式存在表象化审查的问题;而新证据类型在基础要素质量控制机制方面较为薄弱,
工程咨询企业要积极分析市场发展趋势,加强信息技术在企业项目管理中的应用,深化企业信息化建设,转变传统经营管理模式,利用先进信息技术完善企业管理机制,提高动态化管理水平,从而推动工程咨询企业实现长远发展,为国民经济发展创造更大的贡献。本文就信息化发展背景下工程咨询企业的项目管理工作特征做出了分析,总结了革新工程咨询企业管理的价值,并对工程咨询企业项目管理工作的具体革新措施进行了探索。
<正>2021年5月22日,成立于1996年8月的原中国建设文化艺术协会环境艺术委员会建筑环境心理学专业委员会、后更名为中国环境行为学会(EBRA)的学术组织完成其使命。在近25年的发展历程中,召开了3次全国会议(包括1次中日双边会议)、11次国际会议,为推进我国学术同行之间的交流,以及与EDRA、IAPS、MERA等国际著名学术组织之间的交流做出了重要贡献。研究内容从关注客体环境、主体行为心理再
期刊
为研究城市轨道交通全自动运行新技术的下多职能岗位复合方法,以运营岗位群为基点,从“业务知识”“岗位能力”与“职业素养与心理素质”等3个维度构建了岗位复杂网络指标体系,在此基础上采用耦合协调模型对加权网络进行定量分析,计算出耦合协调相关性矩阵,并提出了最大生成树改进权矩阵算法对相关矩阵进行模糊聚类分析,对λ处于不同的截面水平完成岗位的划分与复合,形成多职能岗位.同时,以全国50市已运营的城市轨道交通
全球化既是一个客观历史进程,也是一个有组织的社会政治进程。国家尤其是大国所扮演的角色深刻影响了全球化进程,而全球化进程也不断塑造着国家新角色。20世纪80年代后,以美国为首的西方大国积极建构“自由市场”,推动了全球化的迅猛发展,也巩固和强化了自身的世界领导地位。然而,2008年国际金融危机爆发后,随着全球化负面效应的不断累积,西方世界涌起了一股强劲的“逆全球化”风潮,美欧等国纷纷“夺回主权”,全球
[目的/意义]探索数据要素价值评估的方法,为我国政府数据要素价值评估提供理论和实践参考。[方法/过程]通过文献分析,借鉴和优化“数据势能”评估模型,从数据开发价值和潜在价值两个方面对政府数据开放平台进行数据资产价值评估实践。[结果/结论]借助该评估模型,估算出山东公共数据开放平台数据资产价值总值。[局限]当前,对政府开放数据要素价值评估理论的研究整体上还不太成熟,未能全面反映其蕴藏的多重价值。
随着信息技术的快速发展,互联网金融正以前所未有的速度渗透进高校校园之中。网贷平台为大学生日常资金需求提供了快捷的渠道,但是由于不少平台缺乏有效监管,使得大学生很容易成为不法校园贷的侵害对象。以石家庄学院学生为调查对象,从学生基本信息、经济情况、消费状况、信贷产品接触使用及认识情况和征信意识等几个重要维度入手进行实证分析,再结合实地访谈综合分析不同维度对大学生的影响。研究发现,校园贷的发生是产品供给
近年来,化学化工类实验室科研安全事故时有发生,造成了一定的人员伤亡和社会影响。如何科学地开展安全教育工作,是一个具有挑战性的课题。发生安全事故时,通过做好安全防护及应急处置,可有效避免或减轻财产损失和人员伤亡。高校应该重视这些“事故案例”,着重事故原因分析,利用实验室视频系统收集实例,在实验课、系所的安全教育培训环节中充分利用这些鲜活素材,使之发挥警示作用,有助于师生安全意识的培养,印象更加深刻,
2021年广东省药品监督管理局开展了天然胶乳橡胶避孕套专项监督抽检工作,该专项监督抽检的依据是产品技术要求?、GB/T 2828.1-2012和GB/T 2828.4-2008。针对本次专项监督的抽检情况、不合格项目情况等方面进行分析,总结并提出相应的建议。