液滴撞击高温曲面动力学特性试验研究

本文采用高速摄像机对液滴碰撞高温曲面过程进行试验观测,分析了曲面结构对液滴动态Leidenfrost温度的影响,定量讨论了表面温度及曲面曲率对液滴铺展比的影响。发现:相对凸面液滴铺展而言,液滴在凹面上更厚的铺展液膜抑制了二次液滴喷溅,相应动态Leidenfrost温度更低;液滴与表面的局部接触极大升高液滴内部温度从而减小了液滴表面张力及粘度,因此在本试验表面温度范围内,当表面温度较低时液滴最大铺展半径相对更大;重力沿表面切向方向分量促进液滴在凸面上铺展,相反抑制液滴在凹面上铺展,且曲面直径越大,重力分量越大,因此凸面上液滴铺展比相对更小,相反凹面上铺展更大。     

高温表面液滴沸腾模式及其定向运动的研究进展

液滴碰撞高温固体表面因其相变换热过程广泛应用于内燃机、灭火装置和冷却系统等。在不同的固体表面温度下,液滴表现出不同的沸腾形式。其中,Leidenfrost状态因固液接触面气流层的隔绝作用阻碍热交换,成为阻碍高温换热的关键因素。然而,Leidenfrost状态因气流层带来的自润滑性使液滴在自迁移运动方面具有广泛的应用前景,已成为目前流体定向运动方向的研究热点。针对上述研究,通过文献调研,综述液滴在高温固体表面上的主要沸腾模式、固体表面Leidenfrost温度的主要影响因素,以及关于高温液滴自迁移运动方面的最新研究成果,分析讨论研究中存在的问题,提出未来可能的研究方向。