液滴聚并诱导弹跳可快速去除纤维表面粘附的液滴,强化疏水纤维表面的自清洁功能。本文针对疏水纤维表面液滴聚并诱导弹跳行为开展了理论与实验研究,明确了疏水纤维表面液滴聚并诱导弹跳机理及影响因素。理论研究方面包括:基于能量守恒定律,构建了疏水纤维表面液滴聚并诱导弹跳的理论模型。该模型充分考虑了纤维丝和液滴的特征尺寸、纤维丝的曲率、纤维丝的表面粗糙度和表面润湿性对液滴聚并的能量和起跳速度的影响;基于该模型,对疏水纤维表面的液滴聚并诱导弹跳展开了动力学研究,首先,研究了纤维丝和液滴的尺寸以及不等径液滴的尺寸差异对聚并液滴的能量和起跳速度的影响规律;其次,利用标度律研究了Ohnesorge数、液滴和纤维丝的相对尺寸以及纤维丝表面润湿性对聚并液滴无因次起跳速度的影响规律。实验研究方面包括:利用高速摄像机研究了静止粘性流体中疏水纤维表面的水滴聚并诱导弹跳行为,以及油水乳化液流动体系中疏水纤维聚结脱水的过程,实验选用的疏水纤维为304不锈钢纤维丝。对于静止粘性流体中疏水纤维表面的水滴聚并诱导弹跳,分别选择了正已烷、正十二烷和甲苯作为有机相,进行了实验研究,并基于液滴聚并过程中液滴从聚并到脱落经历的阶段数、各阶段的时间、液桥扩展速率和气-液-固三相线变化速率的动态特征,研究了主流体的黏度和界面张力对疏水纤维表面水滴聚并诱导弹跳的影响规律。对于油水乳化液流动体系中疏水纤维聚结脱水过程,基于水滴与纤维丝碰撞前的运动速度和碰撞后纤维丝表面粘附水滴的数量和尺寸变化,研究了不同操作条件对疏水纤维聚结脱水过程的影响,包括:进料速度为0.6～2.1m L/min;纤维半径为8μm、52μm和152μm;油品黏度为4.65m Pa.s、7.63m Pa.s和99.6m Pa.s。本文的研究结果为疏水纤维表面液滴聚并诱导弹跳行为的调控提供了理论依据,为利用液滴聚并诱导弹跳强化疏水纤维表面自清洁特性的工业应用提供技术指南,对于解决纤维丝聚结过滤设备在使用过程中因积液带来的压力高、过滤效果下降的问题具有重要的理论意义和应用价值。