单液滴撞击球形表面的涂覆效果

液滴与球形表面的碰撞为喷雾包衣等工程应用的基础．以单液滴与球形光滑表面为研究对象,采用高速相机,分析了在液滴不同撞击速度（0．88～4．43m／s）和不同直径的球面（5～15mm）实验条件下涂覆率的变化．研究了液滴与球面发生碰撞时发生的铺展震荡、涂覆球面、破碎飞溅现象．最后,建立了K值、球面直径与碰撞现象之间的关系图,为理论分析和数值模拟提供依据．     

牛顿流体中表面活性剂对浮力驱动的单液滴动力学行为的影响研究

研究了不同粒径单液滴在去离子水中和加入表面活性剂的去离子水中的形变、上升速度和曳力系数等动力学参数，液滴当量直径范围290mm     

荷电液滴吸附颗粒物过程的试验

液滴荷电可增强其对颗粒物的吸附能力,有效提高其除尘效率.建立了荷电单液滴吸附颗粒物的试验系统,采用高速摄像技术结合显微放大图像处理技术对颗粒物的运动特性进行了可视化研究,捕捉了荷电液滴在吸附过程中颗粒物的运动轨迹.通过分析颗粒物在静电力、质量力以及黏性力等作用下的运动特性,发现颗粒物的粒径是影响其运动的主要因素.结果表明:荷电液滴比未荷电液滴更易于吸附颗粒物;颗粒物在到达液滴表面后无法克服液滴的表面张力能,会黏附在液滴表面;部分颗粒物及其微团在飞向荷电液滴的运动过程中会出现奇特的排斥飞散现象;粘黏沉积及排斥飞散现象都会影响荷电液滴捕集颗粒物的效率.     

同轴共聚结构微流控芯片中HMX液滴生成的理论模拟与实验验证

微流控技术可为球形炸药颗粒的制备提供新的方法,但球形液滴的形成过程尚待深入研究。以奥克托今(HMX)为研究对象,基于COMSOL Multiphysics 5.5的两相流模块建立HMX球形液滴生成模型,采用数值模拟方法分别模拟出入口流速、接触角等因素对HMX液滴生成过程、大小以及生成时间的影响。结果表明：出入口流速的变化不仅影响生成液滴的大小还影响液滴的生成速率;接触角的变化主要影响生成液滴的大小。通过配置相应的高速摄影系统观察微流控芯片中HMX液滴的生成过程,发现理论模拟结果与实验结果的规律吻合较好,表明建模方法可以很好地反映实验过程。HMX液滴形成过程的模拟研究结果可为球形炸药的制备提供理论支撑。     

水平壁面上液滴吹离的临界风速

以空气横掠水平壁面上的液滴作为研究对象，确定液滴脱离时的界面形状，给出沿接触线周边接触角的变化关系，在滞后张力模型的基础上，从力平衡出发建立脱落直径的联立方程，讨论液滴脱离直径与来流速度的关系．随来流速度增加，液滴所受表面力和风力均增加，低来流速度下，表面力起主要控制作用，随来流速度增加，风力比表面力增加得快，导致液滴半径越小，被风吹离所需的临界风速越大．液滴脱离的临界风速还与液滴距平板前缘L的距离有关，表现为L越大，液滴被吹离所需的临界风速越大，且液滴半径越大，L影响越显著．     

喷淋冷却器内液滴撞击液膜的传热数值模拟

液滴撞击液膜是喷淋冷却过程中的常见现象,利用欧拉多相流模型与连续表面力模型模拟了液滴撞击液膜的传热过程,其中液滴撞击液膜的飞溅规律与实验结果一致.分析了液滴撞击液膜飞溅半径与飞溅高度的变化规律,并进一步分析了撞击速度、液滴直径、液膜深度、壁面温度对液滴-液膜撞击传热量的影响,结果表明增加撞击速度、液滴直径、液膜深度有助于提高喷淋冷却的效果.     

液固撞击的非线性波动模型的研究

推导了和于研究液固撞击问题的非线性波动模型，并将其应用于水锤过程及球形液滴与刚性固体平面法向撞击过程的数值分析。通过对水锤过程的模拟分析，给出了液固接触面压力随时间的分布；对球形液滴与刚性固体平面撞击过程的模拟，给出了不同时间液固接触面上无量纲压力分布，以及液滴内无量纲压力的等值线。结果表明，非线性波动模型可以给出详细的液固撞击过程的各物理参量，为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了可靠的依据。结果与精确解吻合良好，从而对非线性波动模型进行了验证。     

微米级液滴撞击低温球形颗粒的涂覆冻结

对微米级液滴撞击低温球形表面的动态行为进行了可视化实验.研究了液滴直径、球面温度等因素对微米级液滴撞击过程的影响及液滴撞击直径3 mm和5 mm金属钢球的冻结过程.当实验球面温度分别为–20℃和–30℃时,液滴撞击低温金属钢球表面时液滴铺展后迅速回缩成塔形状然后缓慢的铺展直至稳定状态,与常温状态下相比,液滴形态没有明显的振荡过程.结果表明:撞击速度越大,液滴具有的初始动能越大,液膜最大铺展弧长越大.随着载体颗粒直径的增加,液膜最大铺展弧长也随之增加,液膜的厚度却随载体颗粒直径的增加而减小;随着液滴直径的增加,液膜铺展弧长及液膜厚度都随之增加.通过实验数据统计分析可知,环境温度的显著水平最高,然后依次为液滴直径、载体颗粒直径.     

接触角测试的量高法的适用范围

量高法是接触角测试的一种简便的测试方法,在工程和研究中得到广泛应用。该方法基于液滴的球形假设,决定其仅有有限的适用范围。通过数值模拟的方法研究量高法所引起的接触角偏差,从而考察量高法的适用范围并给出接触角修正的方法。研究发现:采用量高法计算的接触角与真实接触角有很大的偏差,这种偏差在超疏水表面上的接触角测量中尤为明显,可达20°;偏差范围决定于液滴的性质、表面的润湿性能和液滴的体积,液体表面张力小、接触角大和液滴体积大将导致大的偏差。在超疏水或超疏油表面研究中,为精确表征表面的润湿性能,需要对量高法进行偏差修正,提出了一种用于偏差修正的方法,通过该方法可精确确定出真实接触角。     

液滴与水平壁面碰撞力的数值研究

为探究叶轮机械内部液滴与固壁之间碰撞引起的壁面磨损破坏的机理,采用流体体积方法,数值研究液滴直径、碰撞速度和液滴与壁面之间的接触角对液滴与壁面碰撞的瞬态碰撞力发展变化的影响。研究结果表明,液滴与壁面之间的接触角对液滴碰撞过程中的碰撞力几乎没有影响,但对于不同雷诺数和韦伯数下的液滴,其与静止壁面的碰撞力按液滴直径的2.118次方和速度的1.761次方正则化后,碰撞力的无量纲时间曲线基本重合,且碰撞力峰值出现的无量纲时刻为0.26,即同样直径的液滴,碰撞速度越大,到达碰撞力峰值所用时间越短,对同样速度的液滴,液滴直径越大,则液滴到达碰撞力峰值所用时间越长。     

制作玻璃微珠的物理学原理

通过对三个典型实例的分析，归纳出液滴表面呈球面的条件是液滴表面内外压强差处处相等。用热力学理论阐明了：在这种条件下，体积一定的液滴表面必呈球面。     

金属材料颗粒化的研究

通过理论推导，说明在一定条件下，金属液流在其表面张力、重力和与此重力相应的液流柱内聚力相平衡时，可形成体积与金属液流自由下落出流孔径有关的液滴。同时配以相应的冷却条件，即能得到一种金属材料颗粒化的方法。并用实验证实了理论的可行性。     

吸附热力学及应用

本文着重介绍适用于吸附现象的基本热力学方程，用化学势表达的吸附平衡准则，Ｇｉｂｂｓ－Ｄｕｈｅｍ吸附等温式，界面状态方程，建立了吸附热力学框架的核心。将其应用于混合物的吸附平衡计算，对气液和液液界面，主要是混合物界面张力的计算；对气固界面，重点是界面相组成的计算。     

饱和蒸汽压下单元液体的物态方程及其应用

将玻尔兹曼分布律应用于饱和蒸汽压下单元液体的液体表面保守力场中,用液体表面自由能作为状态参量之一,推导出了单元液体的物态方程。进一步应用该物态方程导出了液体表面热力学函数、克劳修斯-克拉珀龙方程与表面张力系数的理论公式。用理论计算液体表面张力系数的良好结果验证:由玻尔兹曼分布律推导出的单元液体的物态方程,不仅形式简单、物理意义明确,而且实际应用结果具有良好的准确性与普遍性。在单元液体物态物理的精确计算处理方面,作出了有益的探索。     

液体表面张力系数测量公式的探讨

本文论述了液膜重量、浮力、金属丝直径及接触角对液体表面张力系数的影响,并在此基础上提出了修正公式。     

静滴法测表面张力的计算机处理

本文提出了根据由chatel法所测出水平垫片上液滴的投影尺寸,通过计算机求算表面张力、液滴体积和润湿角的数学方法。编制了适用于单板机(ZX-48型)的BASIC语言程序。用此程序计算Hg、Cu、Cu(40％)-Sb和Sb的表面张力,验证了它的可行性和可靠性。     

流体物料包装机出液口下流体形状分析

为了解决流体物料包装过程中的不稳定滴下问题，本文分析了圆管出液口下流体与空气界面的曲率半径、出液口下流体的平衡及静平衡竖直短管出液口下流体的形状。分析表明，静平衡竖直短管出液口下流体的形状近似椭球形，并给出了该椭球面的平面曲线方程。此结论较下流体形状为半球形的结论更切实际，对深入研究流体物料包装过程中的不稳定滴下问题有一定的理论及实践意义。     

座滴图像求解界面张力计算方法的研究

本文对曲线拟合座滴图象求解界面张力的数学方法进行了研究,提出了自座滴子午线座标求界面张力,润湿角及液滴体积的计算方法与相应的计算机程序。讨论了座滴法测量界面张力的误差。     

表面张力秤的创新设计

本文为培养学生动手能力和加深学生对液体表面张力的印象和理解,研制出一种新的测量表面张力和表面张力系数的装置,并从原理和实际操作中作了详细的说明。     

各向异性材料的表面张力

本文提出一种能够统一处理各向异性表面张力的张量描述方法。通过引入表面张力张量,导出表面有关物理量和表面平衡条件,并根据材料对称性,分别对单轴液晶、双轴液晶和晶态固体的表面张力作了讨论,还给出了单轴液晶自由表面平衡的完整条件。