壁面潤(rùn)濕性對(duì)微通道內(nèi)Taylor流動(dòng)特性的影響
發(fā)布時(shí)間:2025-07-05 11:17
壁面潤(rùn)濕性不僅影響著Taylor氣泡的形狀,同時(shí)對(duì)通道內(nèi)流體流動(dòng)、相變換熱等有著關(guān)鍵的作用。采用VOF模型對(duì)T型微通道內(nèi)氣液兩相Taylor流動(dòng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬,重點(diǎn)研究了接觸角改變對(duì)Taylor氣泡流體動(dòng)力學(xué)特性的影響。模擬結(jié)果與他人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比基本吻合,驗(yàn)證了模型的有效性。結(jié)果表明:隨著接觸角增大,氣泡周圍液含量逐漸降低,相界面也由外凸形變?yōu)閮?nèi)凹形。壁面越接近潤(rùn)濕(或疏水)狀態(tài),氣液接觸面的曲率就越大;當(dāng)120°≤θ≤150°時(shí)Taylor氣泡穩(wěn)定性變差。當(dāng)θ≥150°時(shí)"拖曳流態(tài)"出現(xiàn),分析指出在大接觸角下氣體更易貼附壁面導(dǎo)致接觸區(qū)內(nèi)流場(chǎng)發(fā)生變化,形成的渦流減弱了水對(duì)氣相的水平剪切作用,進(jìn)而引起流型轉(zhuǎn)變。接觸角對(duì)通道內(nèi)壓力有著重要影響,通道中心軸向壓力曲線以θ=90°為過渡,潤(rùn)濕狀態(tài)下呈凸函數(shù)遞減且pG>pL,疏水狀態(tài)下氣液進(jìn)口處的壓力分配改變,曲線趨勢(shì)相反。
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
本文編號(hào):4056018
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圖1微通道幾何模型
也可以用拉普拉斯壓降來解釋這一現(xiàn)象,氣減小,而液柱尺寸呈凹函數(shù)曲線趨勢(shì)變化,接觸角45°圖3不同接觸角下氣泡形狀及橫截面相含率分布
第7期王長(zhǎng)亮等:壁面潤(rùn)濕性對(duì)微通道內(nèi)Taylor流動(dòng)特性的影響形狀。也可以用拉普拉斯壓降來解釋這一現(xiàn)象,氣泡前后大壓差的存在會(huì)使得曲率增大,導(dǎo)致更彎曲的相界面存在,而當(dāng)前后壓差相差很小時(shí),相界面則趨近平直。2.2氣泡生成長(zhǎng)度、周期定量分析及大接觸角下拖曳流態(tài)形成氣泡邊界形狀改變必....
圖5同文獻(xiàn)中氣泡長(zhǎng)度對(duì)比
第7期王長(zhǎng)亮等:壁面潤(rùn)濕性對(duì)微通道內(nèi)Taylor流動(dòng)特性的影響形狀。也可以用拉普拉斯壓降來解釋這一現(xiàn)象,氣泡前后大壓差的存在會(huì)使得曲率增大,導(dǎo)致更彎曲的相界面存在,而當(dāng)前后壓差相差很小時(shí),相界面則趨近平直。2.2氣泡生成長(zhǎng)度、周期定量分析及大接觸角下拖曳流態(tài)形成氣泡邊界形狀改變必....
圖7不同接觸角下接觸區(qū)內(nèi)流線分布
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