【摘 要】
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在有瞬时流动和质量传输的多相系统中,液滴和气泡动力学以及它们之间的交互作用是一个很重要的课题。在液滴和皂膜运动中,气液交界面处有吸附的表面活性剂。表面张力梯度或者
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在有瞬时流动和质量传输的多相系统中,液滴和气泡动力学以及它们之间的交互作用是一个很重要的课题。在液滴和皂膜运动中,气液交界面处有吸附的表面活性剂。表面张力梯度或者气液界面粘度会使含不溶性表面活性剂的液滴或液膜产生气液界面应力,因此气液界面粘度在不可溶介质中将影响液滴或液膜的流动过程。本文采用理论推导和数值计算相结合的方法,深入研究了变表面粘度的含不溶性活性剂垂直液膜的流动特性。主要包括以下内容:(1)建立了二维两端固定的含不溶性活性剂垂直皂膜的流动演化数学模型,引入含引力强度系数和斥力强度系数的分离压模型;采用润滑理论推导出垂直液膜厚度、表面活性剂浓度和表面滑移速度演化方程。根据Dow Corning活性剂实验数据,引入Boussinesq-Scriven表面剪切力模型和Hirsa量纲表面粘度表达式,进一步完善了垂直液膜流动研究。(2)采用FREEFEM程序,模拟了两端固定含不溶性活性剂垂直液膜的流动演化特征;研究了考虑分离压、结合压作用下两端固定的垂直液膜的运动特征,分析了引力强度系数、斥力强度系数对垂直液膜流动演化的影响,讨论了表面活性剂浓度和邦德数对流动特性的影响。(3)在表面粘度为常数和表面粘度随表面活性剂浓度变化等两种情形下,采用FREEFEM程序模拟了两端固定垂直液膜的流动演化特征,分析了表面粘度对垂直液膜流动演化的影响。
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