液滴冲击是一种十分常见的现象,广泛应用于航空航天、能源和化工等工业技术领域。液滴冲击过程中良好的传热传质能力吸引了众多研究人员的关注。实际上,在相关应用中,液滴冲击干燥壁面和静止液膜的情况较少,更多体现为液滴冲击流动液膜,并且冲击过程中伴随着不可避免的液滴间相互作用。然而到目前为止,国内外关于上述内容的研究较少,有关局部传热的分析及各类参数对界面演变特征和传热性能的影响尚不明确。为此,本文通过实验和三维数值模拟两种方法对单液滴、双液滴冲击水平流动液膜的演变过程及传热特性开展研究。首先,通过实验研究了单液滴冲击水平流动液膜的界面演变过程,讨论液膜流量和液滴冲击速度对冲击结果的影响,定量分析了液冠高度和液冠半径的变化规律。结果表明,增大流量引起不对称界面演变现象,特别是大流量情况下,飞溅现象主要发生在上游位置,而下游液冠的飞溅被抑制;增大液滴冲击速度,上、下游液冠高度均有不同程度的增加,且上游液冠高度大于下游。此外,通过大量实验确定单液滴冲击水平流动液膜产生飞溅现象的临界冲击速度,得出飞溅临界韦伯数关于流动液膜雷诺数的线性表达式。其次,通过三维数值模拟对单液滴冲击水平流动液膜过程开展研究。建立液滴溅射数学模型,在动量方程中加入了符合高斯随机分布的扰动模型,实现对液相区域的扰动,以清晰展现液冠顶端的飞溅现象。揭示了气-液两相的分布特征以及传热的非均匀分布规律。分析了液滴冲击速度、液膜流速、液膜厚度以及流体物性参数对冲击过程的影响。此外,定量讨论了液冠高度、壁面温度和对流传热系数的分布情况,并对液膜内部流体的运动机理进行解释。最后,通过三维数值模拟对双液滴连续冲击和同步冲击水平流动液膜过程开展研究。重点分析了冲击动量较大时,不同液膜流速下的飞溅现象、温度场分布以及局部传热系数的变化规律。对两种冲击过程进行比较发现,液膜流速对液滴连续冲击的影响强于同步冲击。对于连续冲击,改变液膜流速会影响第二个液滴的冲击位置,导致完全不同的界面演变特征和复杂的壁面温度、传热系数分布。而对于同步冲击,液膜流速的影响主要表现为运动界面、壁面温度、传热系数向下游方向滑移。