液膜
- 单股射流倾斜撞壁影响因素的数值模拟
箭发动机[2]的液膜冷却[3-4]、射流清洗[5-7]等领域。在液体火箭发动机工作过程中,核心区域温度高达3 000 ℃,为避免燃烧室壁面被高温热气流烧蚀,常采用液膜冷却的方式来降低传递到壁面的热量,达到保护壁面的作用[8]。在液膜冷却设计中,发动机推力室内冷却液膜的覆盖面积是影响冷却性能的重要指标,因此有必要对液膜形态的影响因素开展深入的研究。文献[9]的研究表明,射流角度、射流速度、流体物性及壁面接触角等因素皆会影响射流撞壁后的液膜形态,例如液膜呈现圆
火箭推进 2023年6期2024-01-03
- 喷射式凝汽器喷嘴成膜特性实验研究
了喷淋换热过程中液膜区及液滴区的换热情况,实验结果表明,液膜换热温升占整体温升的比例高达80%,液膜区的换热系数远远高于液滴区的换热系数。Solodov A P[3]对水-蒸汽直接接触凝结换热过程进行了可视化研究,给出了凝结传热模型。Lee[4]提出了描述锥状液膜喷射到饱和蒸汽中的凝结换热模型,并分别对液滴区与液膜区进行了理论分析,对实际物理过程做了大量简化,主要考虑了液膜流动为层流的情形。Mayinger F[5]利用激光全息技术,测量了蒸汽环境中液膜的
黑龙江科学 2023年12期2023-08-11
- 液膜冷却对火箭发动机燃烧效率的影响
100)0 引言液膜冷却[1-2]在液体火箭发动机中具有广泛的应用,一般与其他冷却技术共同应用于火箭发动机的冷却。国外的RD-170液氧/煤油发动机[3]、R-4D轨控发动机以及国内的YF-100液氧/煤油发动机、490 N轨控发动机[4]等均用到液膜冷却技术。液膜冷却具有高效的热防护效果,很多文献对液膜冷却的冷却效果进行了研究[5-10],确定了液膜冷却技术在不同火箭发动机中进行应用的可行性以及效果。可以发现,液膜冷却技术适用于各种燃料的液体火箭发动机,
火箭推进 2023年3期2023-07-11
- 反压对收口型离心喷嘴液膜厚度的影响
流体动力不稳定性液膜逐渐变薄最终分解成液滴[2]。离心喷嘴因其流动介质圆周运动产生的离心力,导致了喷口内液膜的形成,其厚度是控制喷口出口液膜发展和雾化过程的关键因素之一[3-4]。为了更清楚地揭示离心喷嘴喷注和雾化间的基本机理,人们进行了许多研究来测量离心喷嘴内的液膜厚度,并发展了多种测量技术,其中主要使用了电导法和直接摄影法[5]。Jeng等利用流动可视化技术测量了大尺寸喷注器孔板内部的液膜厚度,以验证计算和数值模拟[6]。Moon等使用摄影技术测量了较
火箭推进 2023年3期2023-07-11
- 压水堆乏燃料单棒冷却液膜流动特性实验研究
并且在棒束间发生液膜耦合现象，即不同棒束上的液膜相互接触，将周围的流体吸附到接触处，进而拉薄了接触处周围的液膜。而喷淋流量过小，将可能会无法及时导出余热。这两种情况都有可能导致液膜发生破裂。对乏燃料单棒冷却液膜进行研究，可得到不同流量下的液膜分布情况，为确定具有有效冷却能力的最小喷淋流量奠定基础。对安全壳进行喷淋冷却而形成的液膜的相关研究有很多，此类液膜的流动过程可归类于板面上的降膜流动[3]。除此之外，对降膜流动的研究还分为水平管和垂直管两种类型。其中，
原子能科学技术 2022年10期2022-10-29
- 恒热流边界条件下降膜温度场及其对红外探测距离的影响
[1]最先建立了液膜流动速度与换热的解析解。在恒壁面热流密度条件和恒壁温条件下，蒋章焰等[2]、Gimbutis 等[3-4]、Shmerler 和Mudawwa[5-6]、Saouli 等[7]、彭友顺等[8-9]对工质为水的过冷液膜进行了研究。其中，在Saouli 等[7]的研究中，忽略液膜入口段效应，采用分离变量法，得到了恒热流下倾斜板层流降膜流动的温度分布。在彭友顺等[8-9]的研究中，采用积分法，得到了恒壁温边界条件下竖壁层流降膜流动的温度分布；
红外技术 2022年6期2022-06-22
- 竖直平板上含活性剂液膜排液过程不稳定现象的数值模拟
。在排液过程中，液膜表面的均匀性和稳定性是影响涂层质量的关键因素[4]。深入研究该过程中液膜的流动特性和不稳定现象的发展机理，对提高涂层质量具有重要意义。目前，关于平板液膜排液不稳定现象的理论研究大多采用线性稳定性分析[5,6]，确定出液膜的临界稳定状态及最危险波数，而很少直接模拟其不稳定现象。虽然稳定性分析能筛选出令液膜失稳的因素，但为验证理论分析结果，还需通过数值模拟再现平板液膜排液中的不稳定现象。与平板液膜排液具有相似数理模型的线框液膜排液问题已有成
电力科学与工程 2022年5期2022-06-02
- 激波驱动下硝酸异丙酯的分散变化规律研究❋
，主要研究IPN液膜在激波作用下的抛洒及分散过程。通过改进过的竖直激波抛洒装置，以激波马赫数Ma以及液膜厚度H为变量，辅以压力测试系统以及高速摄影系统，对高速摄影系统捕获的图像以及压力传感器的数据进行分析，对液膜变化过程进行宏观研究，以探求其表观变化规律。1 实验过程1.1 实验设计采用改进过的竖直激波抛洒装置。如图1所示，实验装置主要由高压区、激波区、膜片、法兰以及精度为1%的压力传感器组成。高压气体通过电磁阀进入装置高压区内，随后冲破高压区上方激波膜片
爆破器材 2022年2期2022-04-08
- 高空高速气流下平板液膜流动与破裂规律
s等[8]研究了液膜流动受到显热时，在湍流情况下表面波受到质量、动量和热传递的影响；Du等[9]研究了在纵向连续不断变化的流道倾角、流道宽度和延伸角对液膜流动特性的影响；Xu等[10]采用Fluent软件研究了倾斜平板上的液体在不同流动条件下流动的局部流动行为；Sing等[11]采用流体体积法对倾斜平板上的液膜流动进行了数值模拟研究，分析了入口尺寸、倾斜角、接触角等参数的影响。袁江涛等[12]发展了层流降膜自由表面温度的解析表达式，计算了过冷降膜对军事目标
沈阳航空航天大学学报 2022年5期2022-02-03
- 双层旋转锥形液膜一次破碎特性数值研究
成一个旋转的锥形液膜，锥形液膜在湍流、气动力、表面张力等因素的作用下经过一次破碎和二次雾化最终形成小液滴群。离心式喷嘴在喷嘴出口处形成的液膜为旋转锥形液膜，液膜破碎产生大小形状各不相同的、离散的液块、液丝和大液滴的过程称为一次破碎，其过程涉及气动稳定性、空化、湍流等多种因素，极为复杂。二次雾化指在一次破碎的基础上，在气动力和表面张力的共同作用下，液丝、液块和大液滴破碎形成小液滴群的过程，因此在某种程度上一次破碎决定了喷嘴二次雾化的雾化特性，基于此，对旋转锥
航空学报 2021年12期2022-01-10
- 降膜过程中液膜厚度和温度同步测量系统研制
域中[1-4]。液膜厚度及温度影响热量传递，是计算传热系数的关键参数。对液膜厚度和温度的高精度测量不仅能更好地了解液膜形成、流动和蒸发过程的传热机理，也对优化所涉及的工业过程具有重要的工程应用价值。因此，降膜过程中液膜厚度和温度的高精度测量至关重要[5-6]。常见的液膜厚度的测量方法主要有电学法[7-10]、声学法[11]、图像法[12]和光学法[13]。Xua等[7]采用电容法对直径为20～40 mm的水平圆管上水膜厚度进行了测量。Coney[8]采用电
动力工程学报 2021年11期2021-11-17
- 波纹板气液分离过程中液滴与液膜作用的动力学过程研究
离效率，液滴碰撞液膜现象广泛存在于分离工业。在折流板气液分离器中，当夹带液滴的气体进入通道时，气体可以通过通道，而液滴将撞击壁面，在壁面被捕获形成液膜从壁面排出。研究液滴撞击液膜现象不仅可以理解气液分离过程液滴与液膜作用机理，进而控制分离过程，也对于认识液滴撞击液膜过程的多相流体动力学机理具有重要价值。已有气液分离研究中，假设液滴只要撞击壁面便被捕捉并分离［1-7］，液滴与液膜的作用被忽略，液滴碰撞液膜后可能发生的二次夹带现象无法体现。Yarin等［8-1
石油化工 2021年4期2021-05-30
- 液膜破裂对PCCS降膜的影响*
珠海519082液膜沿着竖直壁面或斜面流动，在很多工程技术领域中都有着很重要的应用，如热交换机、核电安全壳外壁面非能动冷却系统（PCCS）和微流体等。近来，液膜的流动、分叉和溪流等物理过程与PCCS 等诸多实际工程问题密切相关，成为研究者们关注的焦点［1-3］。在PCCS 中，当流体在竖直壁面或斜面上流动时，液膜受到壁面和空气摩擦力的影响，其厚度和速度也会发生改变。Anderson等对西屋AP600中的PCCS 系统液膜流动进行了相关的实验研究［4］。数值
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2021年3期2021-05-26
- 人工地震波强化泡沫稳定性微观动力学模型
是指表面活性剂在液膜上不均匀分布所产生的表面张力梯度使表面活性剂分子自高浓度区域向低浓度区域流动的现象，是影响泡沫稳定性的内在机理之一。Schwartz等[8]、Mysels等[9]建立了垂直液膜及多尺度液膜的排液及演化模型，其中以两端固定的垂直液膜排液模型为代表的泡沫排液过程简化模型较好地模拟了垂直液膜排液的全过程，并解释了 Marangoni 现象。随着研究的深入，叶学民等[10-11]、杨少东等[12]在垂直液膜排液模型的基础上研究了活性剂浓度、分离
石油勘探与开发 2021年1期2021-04-27
- 倾斜射流撞壁实验研究及液膜几何参数建模
倾斜射流撞壁形成液膜在很多领域具有应用，比如液体火箭发动机中的液膜冷却，射流撞壁雾化[1-3]以及清洁[4-5]等。液膜冷却在液体火箭发动机中应用广泛[6-7]，一般是轨姿控发动机的主要冷却方式，国外的R-4D轨姿控发动机以及国内490 N轨姿控发动机均用到液膜冷却技术。如果液膜冷却不合理，一方面会使发动机面临烧蚀风险，另一方面可能造成推进剂浪费，影响发动机比冲。因此合理设置发动机的液膜冷却是提高发动机热防护可靠性，延长发动机寿命的重要手段[8]。尤其对于
航空学报 2020年12期2020-12-28
- 管柱式气液旋流分离器液膜厚度的空间分布特性
上部筒体内的旋流液膜溢出是使LCO 发生的直接原因。Yue 等[12]则认为：除了溢出液膜之外，液滴的逃逸也会造成LCO，不过逃逸液滴的数量极为有限。许承炜等[10]指出，旋流液膜的流型与LCO 有密切的关系；他们还对发生LCO 后的液相分离效率进行了测量，发现气液相流量及入口喷嘴尺寸对液相分离有重要影响。遗憾的是，针对GLCC 上部筒体内的气液流动行为，尤其是该旋流液膜的定量参数及其分布特征却鲜有报道。在气液两相流动中，液膜厚度和气液界面行为、液滴携带、
化工学报 2020年11期2020-11-18
- 不同表面结构下竖板降膜铺展性能的试验研究
之间的传热传质、液膜的流动过程、空气流动特性及液膜传热系数等因素对传热过程的影响[5-7]。 并通过试验分析了冷却温度、空气进口湿球温度、风速、液膜流量、管束排列模式、管型等因素对换热性能的影响[8-14]，为降膜蒸发式冷却器的设计提供参考。为了提高降膜蒸发传热性能，必须增大气液界面面积。 液膜的流动方式对液膜的气液界面积起决定作用。 降膜的流动方式可分为封闭膜状流、溪状流和滴状流[15-16]。 由于液膜流量对流型有决定性的影响，许多试验数据揭示液膜流量
工业炉 2020年4期2020-09-17
- 大平板上液膜冲击附板行为的数值模拟研究
具有重要意义。降液膜在安全壳外部壁面上的研究目前已有显著成效[1-7]，但关于降液膜在安全壳内壁面上冲击附板时的流动行为却鲜有研究，而对于流体冲击板面行为的研究也多为研究单个液滴的溅射和铺展行为[8-9]，因此当前国内外尚无可行的计算方法来有效估算该损失。商用计算软件FLUENT中的EWF模型(欧拉壁面模型)具有计算效率高、能很好模拟液膜在壁面的流动等优势[4,10]，在模拟全尺寸的模型时计算成本相对较小，故本文将以EWF模型为工具，结合相关实验数据，通过
原子能科学技术 2020年8期2020-08-10
- 单个固体颗粒促进薄液膜破裂的格子Boltzmann研究
对颗粒气泡或颗粒液膜相互作用的研究是胶体化学领域的研究热点[2-3]。此外，随着纳米流体在沸腾换热中的应用，纳米颗粒在沸腾现象中越来越重要[4-5]，核态沸腾中纳米颗粒会影响气泡稳定性进而影响沸腾换热，Quan等[6-7]和Binks等[8]关于纳米流体的沸腾实验中发现中等亲水性纳米颗粒可以吸附在气泡的气液界面上，因此可以减少气泡聚结从而提高沸腾换热性能。当气泡接触另一个气泡或液体表面时，会形成液体薄膜，泡沫或气泡的稳定性与这些液膜的稳定性密切相关[9]。
化工学报 2020年7期2020-07-21
- 纯铁在均匀液膜下的CO2腐蚀机制
4]的影响下,以液膜形式分布于管道内壁的不同位置,引发局部位置的腐蚀破坏[2,5-6]。尽管已认识到液膜对腐蚀行为的重要影响[5,7],但由于相关研究开展较少,对液膜环境下CO2腐蚀机制的认知还非常有限。张今朝[8]、Guan等[9]的研究表明,当液膜厚度在一定范围内改变时,X80钢的腐蚀将由高度局部化的点蚀向均匀腐蚀发展。Qian等[10]研究了X52钢在含饱和CO2的模拟凝结液膜中的腐蚀行为,指出当液膜厚度由100 μm增大到1 000 μm时,腐蚀阴
中国石油大学学报（自然科学版） 2020年3期2020-07-01
- 初边值条件对二维通道内降膜流动行为影响的数值分析
，而忽略了空气和液膜相界面的剪切力。Huang等[6]指出在较大速度的逆向空气气流作用下，降膜流动会受到破坏，出现液滴夹带的现象。为克服试验研究中仅能获取局部位置的液膜参数信息，采用数值模拟手段来解决。但是在模拟过程中，水膜通常被假定为定常层流流动，忽略其表面波动。目前普遍认为即使再小的液膜雷诺数，也会发生波动，暂时没有波动出现可能是由于在降膜流动中平板倾角过小，或者研究中的流动距离过短等原因造成的[7]。田瑞峰等[8]在对水膜表面进行受力分析的基础上，建
应用科技 2020年2期2020-05-30
- 双路离心式喷嘴液膜形态的实验研究
喷口内旋转形成的液膜与环境空气发生剪切作用进而雾化[2]，因此，深入研究液膜的形成与破碎过程可完善环状射流雾化机理，并对于喷嘴实际应用于复杂的燃烧室工作环境以及燃烧室内点火位置的选择具有重要意义[3].液膜在形成过程中由于其雾化不够充分，造成发动机燃烧的不稳定，学者[4-6]对液膜的形成过程进行了深入研究. Ramamurthi等[4]和Santolaya等[5]将旋转锥形液膜分为低喷射压力下的郁金香型和高喷射压力下完全发展的锥形展开液膜. Ramamur
北京工业大学学报 2020年5期2020-05-28
- 液体火箭发动机液膜冷却研究综述
用的有再生冷却、液膜冷却、辐射冷却等。对于大推力液体火箭发动机,液膜冷却一般与再生冷却同时使用;而对于高空轨姿控发动机,液膜冷却是主要的冷却方式。国外的RD-170液氧煤油发动机[1]、R-4D轨姿控发动机以及国内的YF-100液氧煤油发动机、490 N轨控发动机[2]等均用到液膜冷却技术。通过向推力室内壁面注入推进剂,形成的冷却液膜能够隔绝高温燃气与壁面的直接接触,有效减少燃气向壁面的传热。另外,液膜蒸发后形成的气膜继续沿着推力室壁面流动,保护推力室不受
火箭推进 2020年1期2020-03-06
- 液膜厚度的影响因素与MATLAB仿真
域[3]。旋杯内液膜厚度对喷涂技术的发展起着重要的作用。为了有效地提升涂料的雾化效果，保证旋杯内液膜处于理想厚度，对各影响因素与旋杯内液膜厚度的关系进行仿真，并对仿真结果进行分析得到各影响因素的最佳取值范围，在实际喷涂过程中尽量控制各影响因素处于合理的取值范围，从而为选择各项参数值提供理论依据和参数取值指导。1 影响雾化效果的变量研究历程天津大学的丁宁对液体射流破碎机理进行了研究[4]。广东工业大学的彭成新在其硕士学位论文中提出静电喷涂过程中输入多变量(如
承德石油高等专科学校学报 2019年5期2019-12-03
- 活性剂对表面声波作用下薄液膜铺展的影响*
性剂的部分润湿薄液膜的铺展过程,推导出了液膜厚度和表面活性剂浓度的无量纲演化方程组,通过数值计算研究了声波引起的漂移流主导的液膜铺展过程及漂移流与毛细力共同控制的铺展过程.结果表明表面声波驱使液膜铺展及移动,而活性剂进一步促进了液膜的铺展过程,且当活性剂存在时受漂移流与毛细力共同控制的铺展过程中出现了铺展半径收缩的现象,使得液膜达到平衡状态所需的时间更长.另外,液膜最大厚度和铺展半径的变化速度随着分离压与活性剂浓度的相关系数α值、Marangoni数M值的
物理学报 2019年21期2019-11-08
- 粘性圆柱射流撞击理论研究
较厚突起的叶子形液膜。射流撞击特性的理论研究能够提供雾化液滴速度、直径等信息，对于推进剂雾化和喷嘴设计研究具有十分重要的作用。1960年，Taylor[1]通过将液膜边缘液体的离心力平衡法向动量方程得到了液膜厚度h与液膜半径r成反比关系的结论。1964年，Hasson和Peck[2]打破了关于撞击点与射流截面形心重合的假设；2006年Bremond和Villermaux[3]用Poiseuille抛物线分布作为射流速度型修正了液膜的速度分布方程；2007年
传感器世界 2019年8期2019-10-28
- MVR降膜蒸发器液膜流动特性数值模拟
二次蒸汽剪切力对液膜流动的影响。这样做究竟会引起多大的误差将是本文首先要考虑的问题。因此本文所开发的模拟软件可分别计算考虑与不考虑二次蒸汽剪切力两种情况，并分别称之为模型Ⅰ和模型Ⅱ。在下文的物理模型假定条件中，两个模型的区别仅在于是否考虑蒸汽剪切力的影响。1 模型的控制方程及边界条件基于表1 设定条件（计算时忽略不与液膜同方向的二次蒸汽剪切力的影响），得出：表1 模拟前模型的假设条件连续方程：能量方程：运动方程：图1为物料溶剂液膜微元受力分析图，图2为物料
工业加热 2019年4期2019-09-23
- 单液滴撞击不同黏度液膜特性研究
液滴撞击不同黏度液膜特性研究裴毅强1，朱庆洋1，彭志军1，秦 静1, 2，卢莉莉1，彭振山1，刘 懿1(1. 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072；2. 天津大学内燃机研究所，天津 300072)为了更好地理解单液滴撞击不同物性流体湿壁面现象，采用激光诱导荧光(laser induced fluorescence，LIF)方法研究了不同入射液滴韦伯数、无量纲液膜厚度及液膜黏度对撞壁现象的影响规律．研究表明，液滴撞击后液膜可分为稳定冠状、飞
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2019年9期2019-06-12
- 同轴环缝气流作用下锥形液膜线性稳定性分析*
式喷嘴产生的锥形液膜在同轴环缝气体的作用下会迅速破碎成细小液滴。众所周知，液膜的破碎是由气液界面上表面波的不断增长引起的[1]，因而液膜表面波产生机理及发展过程是液膜破碎雾化机理研究的重点。对液膜表面波产生机理及发展过程的研究普遍采用线性稳定性分析方法。为了分析气液同轴离心式喷嘴的雾化机理，国内外众多学者对同轴气体作用下的环形液膜进行了线性稳定性分析。在同轴气体作用下，环形液膜呈现出与平面液膜和圆柱射流显著不同的特征。首先，气体的可压缩性具有促进液膜不稳定
国防科技大学学报 2019年2期2019-04-26
- 表面弹性对含可溶性活性剂垂直液膜排液的影响∗
溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑表面弹性作用的基础上,采用润滑理论建立了液膜厚度、表面速度、表面和内部活性剂浓度的演化方程组,通过数值计算分析了表面弹性和活性剂溶解度耦合作用下的液膜演化特征.结果表明:表面弹性是影响可溶性活性剂垂直液膜排液过程中必不可少的因素.排液初期,随表面弹性增加,液膜初始厚度增大,表面更趋于刚性化.随排液进行,弹性不同的液膜呈现不同的典型排液特征:当弹性较小时,液膜上部表面张力高,下部表面张力低,产生正向的马兰戈尼效应,与重力作
物理学报 2018年21期2018-12-02
- 表面弹性和分离压耦合作用下的垂直液膜排液过程∗
稳定性由泡沫间的液膜局部破裂所控制,因此液膜稳定性是泡沫应用中的根本问题.目前普遍认为,影响液膜排液稳定性的重要因素包括溶液的表面黏弹性和分离压[5].研究表明,加入不同表面活性剂导致泡沫稳定性的差异是因溶液表面弹性改变所致[6],为此一些学者开展了表面弹性对液膜稳定性影响的研究.吉布斯弹性定义为表征变形后恢复初始状态的倾向度量.因此,泡沫膜的弹性有时被认为是对外部干扰的“自愈”能力[7].Mysels等[8]测量结果表明,许多流动性薄膜的吉布斯弹性在10
物理学报 2018年16期2018-09-11
- 水平管蒸发器管外降膜流动数值分析
际应用中也发现，液膜沿管外壁的分布不够均匀。当局部液膜过薄时，换热管外壁可能会出现干斑现象，而液膜过厚时，换热管外壁的热阻则会增加，这两种情况的出现都不利于管内外介质之间的传热。因此，研究管外液膜厚度的分布规律有助于提高水平管蒸发器的工作效率。Nusselt[3]忽略液面波动及相界面剪切力的作用，通过理论分析得出液膜厚度的经典计算公式。Gstoehl等[4]利用激光测试技术，以水、乙二醇为介质，测得不同管间距、不同喷淋雷诺数下管外液膜厚度，发现在下半管周N
石油化工设备 2018年4期2018-08-02
- 倾斜板表面微结构上液膜流动影响因素分析
010）0 引言液膜流动广泛的存在于自然环境中。平板上液膜流动是液体和气体或另一种不相溶的液体在平整或表面有微结构的板面上流动。液膜流动里包含着丰富的流体力学知识，这种流动形式具有优良的传热传质效果，广泛应用于填料塔、火箭发动机燃烧室冷却[1]、液膜蒸发器[2]和核电站安全壳液膜蒸发冷却方案[3]等。不少学者都对液膜流动进行了研究分析。李春曦[4]利用PDECOL程序研究了壁面微结构对超薄液膜流动的影响，研究发现不平整的微尺度基底引起液体局部压力的变化，各
制冷与空调 2018年3期2018-07-19
- 随活性剂浓度变化的分离压对垂直液膜排液过程的影响∗
化的分离压对垂直液膜排液过程的影响∗叶学民 杨少东 李春曦†(华北电力大学,电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,保定 071003)垂直液膜,活性剂浓度,活性剂类型,分离压1 引 言垂直液膜的排液过程是泡沫排液过程的简化模型[1],研究其影响因素及排液稳定性有利于揭示泡沫的衰变机理,为泡沫在工程中的高效应用,如泡沫灭火、泡沫浮选、石油开采、泡沫钻井、泡沫驱油等提供理论基础[2−4].有关垂直液膜排液过程的研究已有不少报道.Mysels等[5]在1959
物理学报 2017年18期2018-01-11
- 竖直通道内降膜流动数值模拟研究
的传热技术，平均液膜厚度是考察降膜蒸发传热性能的一个重要影响因素。本文基于VOF算法，建立了水和空气沿二维竖直通道降膜流动的CFD模型，模拟研究了液膜速度、工质种类、同向和逆向气流对平均液膜厚度的影响。结果表明：提高液膜速度会增大平均液膜厚度；气相工质对液膜厚度影响不大，而液相工质对液膜厚度影响较大，液膜厚度随液相黏度增大而增大；同向气流对入口段和发展段的液膜厚度影响不大，稳定段液膜厚度会随着同向气流速度的增大而减小；平均液膜厚度随逆向气流速度增大而降低，
制冷学报 2017年6期2017-12-06
- 离心力对旋叶式分离器壁面液膜界面不稳定性的影响
旋叶式分离器壁面液膜界面不稳定性的影响黄 振，肖泽军，闫 晓，昝元峰，李 勇，袁德文(中国核动力研究设计院，中核核反应堆热工水力技术重点实验室，四川 成都 610041)本文对旋转流场条件下离心力对旋叶式分离器壁面液膜界面不稳定性的影响规律进行了理论研究。首先利用势函数对汽液两相的动量方程和连续方程进行线性化处理。然后通过对无黏条件下液膜界面的受力分析，获得汽液界面的动力学边界条件和运动学边界条件，结合线性化方程组建立液膜界面波的色散方程。根据力平衡原理获
核科学与工程 2017年5期2017-11-07
- 分离压和表面黏度的协同作用对液膜排液过程的影响∗
黏度的协同作用对液膜排液过程的影响∗叶学民 杨少东 李春曦†(华北电力大学,电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,保定 071003)针对含不溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑分离压作用的前提下,引入随活性剂浓度变化的表面黏度模型,应用润滑理论建立了液膜厚度、活性剂浓度和液膜表面速度的演化方程组,通过数值计算分析了常表面黏度和变表面黏度情形下的液膜演化特征.结果表明:表面黏度是影响液膜排液过程的重要因素,当不考虑表面黏度时,液膜表面呈“流动”模式,反之
物理学报 2017年19期2017-10-23
- 液态Ag薄膜在修饰的石墨烯表面的形态演变及其界面性质∗
体表面结构、Ag液膜厚度以及液膜形状对液膜的润湿性及形态变化均有显著影响,这些条件的改变都将会影响液滴的反润湿性,使液滴的脱离时间和脱离速度发生改变.此外,通过设置双液膜体系,研究了两液膜的桥接、断裂或融合、脱离过程.该研究对深入认识超疏水表面以及如何控制液滴的收缩和融合具有重要意义.分子动力学模拟,Ag液膜,修饰的石墨烯,反润湿1 引 言界面润湿现象一直以来都吸引着科学家的极大关注.润湿不仅对自然界中动物、植物的各类生命现象产生直接影响,而且在人类社会中
物理学报 2017年6期2017-08-03
- 低含液管线内液膜厚度分布特性的试验研究
0)低含液管线内液膜厚度分布特性的试验研究管孝瑞1，王建军1，金有海1，李 虎2，金哈申1，张大磊1(1.中国石油大学(华东)，山东青岛 266580;2.广西天然气管道有限责任公司，广西北海 536000)湿气集输管线内存在低含液气液两相流动。利用相似准则建立试验管道，结合螺旋测微器设计出瞬时液膜厚度测量装置，对低含液管线内液膜厚度分布特性进行研究。结果表明：液膜具有波动性，水平管内液膜主要集中在底部，两侧存在薄液膜。同一表观气速下，随着表观液速的增加，
流体机械 2017年2期2017-03-16
- 船用降膜吸收器液膜波动特性数值分析
月船用降膜吸收器液膜波动特性数值分析高洪涛，赫明月应用CFD方法对摇摆状态下的竖直管内降膜吸收流场进行了数值模拟。分析和讨论了不同摇摆周期和摇摆幅度的摇摆状态下液膜传热系数、液膜界面波动幅度的变化规律，以及剧烈摇摆对液膜流动的影响。结果表明：相较于静止状态，摇摆状态下液膜波动更加剧烈。液膜波动的增大会促进气液间的热、质传递，有利于降膜吸收。但是，剧烈的摇摆会使液膜发生分离和脱落，阻碍降膜吸收的进行。降膜;摇摆;吸收制冷;波动;数值模拟在船舶上，特别是船用柴
船海工程 2017年1期2017-03-04
- 7B04铝合金在模拟海洋大气环境下的腐蚀行为
的腐蚀本质上是薄液膜下的电化学腐蚀，与本体溶液中的腐蚀有很大不同，腐蚀速率与薄液膜的厚度及成分有关。建立并实验验证了薄液膜厚度、大气相对湿度和铝合金表面盐沉积量3者之间的关系，研究7B04铝合金在不同厚度和不同NaCl浓度薄液膜下的电化学性能。结果表明，薄液膜下7B04铝合金的自然腐蚀电位较本体溶液中更容易达到稳定，且电位更正，自然腐蚀速率更大；液膜厚度减小，7B04铝合金阴极极化电流密度增加，阳极反应受到抑制；薄液膜中NaCl浓度升高，7B04铝合金的自
航空材料学报 2017年1期2017-02-17
- 液膜电动机的研究
130033)液膜电动机的研究于雪晴1,车广顺1，周 凯1，孙宇伽1，龚佳敏1，李泽健2,王春亮1，贾 艳1(1.东北师范大学 物理学院，吉林 长春 130024;2.长春职业技术学院 工程技术分院 城市轨道天道供配电专业，吉林 长春 130033)液膜在外加电场和电泳电压下会发生转动，并且液膜旋转的方向和速度可通过外加电场和电泳电压来控制. 这种可控的电致流动现象可成为微型离心机、马达等新型器件的物理基础. 本文用简单的材料制作了液膜电动机的模型，观察
物理实验 2016年12期2017-01-09
- 上游泵送机械密封液膜刚度的计算与分析
上游泵送机械密封液膜刚度的计算与分析张伟政,白崇晖,于踪洋,丁雪兴,张正棠(兰州理工大学 石油化工学院,甘肃 兰州 730050)基于N-S方程和连续性方程,并用PH线性化及迭代法,对于上游泵送机械密封两端面间液膜流场的广义雷诺方程进行求解,并利用Maple程序计算在不同转速、压力、螺旋角、槽数、槽深下的液膜刚度。结果表明:随着螺旋角、槽数、槽深(几何参数)的变化,等温不可压缩流体条件下的液膜刚度随之发生变化,并且呈现非线性关系;随着介质压力、转速(工况条
甘肃科学学报 2016年6期2016-12-16
- Marangoni效应对降膜流动影响的模拟研究
动的影响，得到了液膜表面温度、速度、涡量以及润湿面积比等参数随时间变化关系.模拟结果表明，液膜受冷其润湿面积增大，受热收缩.Marangoni效应在液膜的水平方向表现得更加明显，受热液膜径向修正 Marangoni数为轴向修正Marangoni数的8倍.受热液膜表面波动加强，边缘处涡量增大，而液膜主体流向速度由于受到液膜收缩的影响也增大.Marangoni效应；降膜流动；计算流体力学降膜流动传热设备具有高效的传热传质系数、小温差、高热流密度、低能耗的特点，
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2016年8期2016-11-03
- 撞击式射流破碎特性的实验研究
和非对称撞击射流液膜的破碎特性．分析研究了射流撞击夹角及喷嘴内径对射流撞击破碎的破碎模式和破碎特征（破碎长度、液膜长度、液膜宽度、液膜长宽比）的影响规律．对比研究了3种不同流体——水、甘油、卡波姆凝胶（非牛顿流体）的破碎特性．在实验的韦伯数范围内，喷射模式可分为3种破碎模式，即封闭液膜模式、开边界模式、液线液滴模式；破碎长度随韦伯数的增大，呈先增大后减小的趋势；减小撞击夹角可以减小液膜的长宽比，喷嘴内径的大小不会改变液膜长宽比的值；与对称撞击相比，非对称撞
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2016年7期2016-11-02
- 小推力液体火箭发动机沉降型液膜冷却液膜长度研究
火箭发动机沉降型液膜冷却液膜长度研究兖立文许坤梅王慧洁（北京航空航天大学宇航学院，北京100191）沉降型液膜冷却是指从喷嘴向壁面以一定角度喷注某种液滴，液滴到达壁面沉降形成液膜，实现对壁面热防护的一种方法，常用于小推力液体火箭发动机热防护系统中。采用Stechaman半经验方法对决定液膜冷却效果的关键参数——液膜长度求解。采用k-w模型描述湍流流动、Eulerian-Lagrangian模型描述两相流，采用C/C++语言编写Bai-Gosman液滴撞壁模
军民两用技术与产品 2016年17期2016-11-01
- 结构参数对离心喷嘴出口液膜厚度的影响
液体以不断变薄的液膜形式从喷嘴出口离开，液膜是不稳定的并破碎成索带状和液滴.一般认为从喷嘴喷射整个过程可分为3个阶段:液膜形成、液膜破碎和形成液滴［1］.近年来国内外学者对喷嘴喷淋特性进行了大量的研究.刘联胜等［2］研究了环状出口气泡雾化喷嘴出口的液膜破碎过程与喷雾性能;王晓英等［3］设计了双流体喷嘴，利用气体动能提高雾化效果.J.C.Thompson等［4］对扇形椎喷嘴和中空锥形喷嘴的流动和出口液膜的稳定性进行了试验研究;Han Zhiyu等［5］用数值
江苏大学学报（自然科学版） 2015年3期2015-02-21
- NH4 Cl薄层液膜下X70钢腐蚀的电化学研究
属处于薄层电解质液膜下的一种电化学过程，因此，电化学原理，测量技术和数据处理方法原则上都可以应用，但它又与完全浸在电解液中的腐蚀过程有所区别．20世纪50年代后期，Tomashow和Sereda等人提出了基于电偶腐蚀原理的大气腐蚀电化学研究方法(EACM);1976年 Mansfeld等人［1］提出采用大气腐蚀监测仪(ACM)进行薄层液膜下的腐蚀电化学测试;近年来前(后)置微距参比电极技术的应用［2-3］，都为研究金属的大气腐蚀提供了比较多的方法，但由于要
吉林化工学院学报 2014年1期2014-11-09
- Na2SO4薄层液膜下X70钢腐蚀的电化学行为
实际情况又能薄层液膜厚度均匀且重现性较好的电化学腐蚀电池有一定的难度，使得金属在薄层液膜下的研究远远落后于金属在全浸状态下的研究。多年来，研究者在用电化学方法研究大气腐蚀方面做了不懈的努力[1－5]。X70钢作为“西气东输”工程的管道钢，是一种应用范围较广的钢，在工业上有很高的应用价值，在实际使用过程中，X70钢不可避免会受到大气颗粒物如硫酸盐的影响，而硫酸钠做为常见的硫酸盐，易溶于水，形成电解质溶液，从而对X70钢构成电化学腐蚀。其在溶液中的腐蚀行为被广
腐蚀与防护 2014年9期2014-09-27
- 垂直下降液膜波动特性实验研究与谱分析
5004)自由降液膜的流动展示了非常丰富且复杂的波动力学特性，其波动的时空演化具有强烈的非线性特性，除此之外，Re的差异又使液膜的波动状态呈现多样性特征[1-3]。液膜波动特性会影响到液膜的流动稳定性，并改变其传热特性，例如当液膜波动剧烈以致破断时会造成热壁局部干涸，使传热恶化。因此，液膜波动特性对于控制液膜厚度、强化薄膜传热、预测与防止液膜破断等实际工程应用有重要意义。而对液膜厚度的统计分析是研究液膜波动特性的主要途径之一。但由于液膜厚度很薄，且流动速度
原子能科学技术 2014年11期2014-08-08
- 平面激光诱导荧光技术在液膜厚度波动实验研究中的应用
点之外[1]，降液膜的非线性流动特征、波动不稳定性及其在热效应或切应力情况下的破断行为会影响工业设备的性能，例如，汽水分离系统的二次携带问题、安全壳冷却系统的局部干涸现象等。因而有必要对自由下降薄液膜的波动特性以及时空演化规律[2-4]进行深入的研究，如何对动态波动液膜的厚度进行精确的实时测量已成为液膜动力学波动特性研究的关键问题。传统接触式测量受液膜表面张力的影响，所用探头必然会破坏测量点的边界条件以致干扰液膜的流动特性，且测量值仅是较大面积区域内的平均
原子能科学技术 2014年9期2014-08-06
- 气液并流垂直液膜流动的数值模拟
2)气液并流垂直液膜流动的数值模拟许松林，赵 婵(天津大学化工学院，天津 300072)应用计算流体力学软件 Fluent，采用 VOF方法模拟了气液并流垂直液膜流动．将平均液膜厚度数据与文献数据对比，验证了模型的合理性．考察了气、液相雷诺数和壁面剪切力对液膜流型的影响，分析了不同截面液膜厚度随时间的变化情况，且比较了液膜波动与壁面剪切力的变化规律．模拟结果表明：液膜的流动形态在不同高度处主要有滴状流、层流、层流-湍流和波状湍流，可划分为入口段、发展段和稳
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2014年12期2014-06-07
- 凹槽基底上含不溶性活性剂液膜的流动特性
上含不溶性活性剂液膜的流动特性李春曦， 陈朋强， 叶学民（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，保定 071003）针对凹槽基底上含不溶性活性剂液膜的流动过程，采用润滑理论建立液膜厚度和浓度演化模型，通过数值模拟得到液膜的流动特性及相关参数的影响规律.研究表明：含不溶性活性剂液膜在凹槽基底上流动时，重力和活性剂浓度梯度引起的Marangoni力对液膜的流动起促进作用，表面活性剂通过引起表层液体流动进而牵引内部液体运动，但其作用力相对重力较弱，
计算物理 2014年3期2014-04-16
- 江苏牛山“液膜花生”广种多收
江苏牛山“液膜花生”广种多收为了实现环保农业与现代农业有机结合，今年，江苏省东海县牛山街道办事处财政所全面推广种植猪—沼—液花生浸种加覆盖“液膜”的春茬良种无公害花生进入播种季节，平均每0.067 hm2产量达600多kg左右，比常规花生种植可增产150 kg左右。“液膜”全称为“可降解液体地膜”，由木质素、纤维素、土壤改良剂、土壤保水剂等加工而成，可自然降解，避免了塑料地膜造成的“白色污染”。（张玲 刘盛全）
现代农机 2014年3期2014-03-03
- 双组元推力器喷注角度对液膜分布的影响分析*
推力器喷注角度对液膜分布的影响分析*曹 顺，陈 健，汪凤山(北京控制工程研究所，北京100190)为了研究双组元推力器喷注角度对液膜分布的影响，基于气液两相模型建立某型双组元(MMH/NTO)推力器燃烧室内雾化、液膜、流动的数学模型，忽略了燃烧过程，同时假设喷注推进剂全部为NTO，采用有限体积的数值方法计算了不同喷注角度下燃烧室壁面液膜的分布情况.通过分析计算结果得出随着喷注角度的增加，液膜区域向喷注壁面靠近;不同喷注角度下的液膜长度均为30mm左右，喷注
空间控制技术与应用 2012年6期2012-09-05
- 地铁站板式蒸发冷却器叉流条件下传热传质特性
不同气相雷诺数和液膜雷诺数对地铁站板式蒸发冷却器液膜传热传质特性影响进行了实验研究,结果表明：对于确定的被冷却水温,在液膜雷诺数增加的过程中,液膜厚度逐渐增加,进出口温差逐渐减小,削弱液膜换热,但雷诺数上升使得液膜湍动强度增强,强化了液膜换热,在这2个因素的协同作用下,存在最佳液膜流动雷诺数,使得液膜的换热热阻最小,传质最强,换热系数最大。地铁站;蒸发冷却;降膜;气液叉流地铁作为城市交通的重要手段,经历了140年的发展,至今全世界已经有60多个国家近200
土木与环境工程学报 2011年2期2011-03-06
- 支撑液膜萃取及其在食品安全检测中的应用
00050)支撑液膜萃取及其在食品安全检测中的应用刘 嘉1,2，项锦欣3，刘洵妤1,3，赵国华1,3,*(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农产品加工技术重点实验室，重庆 400715；3.重庆理工大学化学与生物工程科学学院，重庆 400050)支撑液膜作为一种新颖的萃取技术，以其选择性好、重现性好、节省有机溶剂等优点，逐渐成为萃取技术研究的主要方向。本文在介绍支撑液膜的工作原理、结构以及萃取影响因素的基础上，就支撑液膜萃取技术在食品
食品科学 2010年13期2010-10-27
- 刮膜式分子蒸馏装置中的液膜状态实验
壁面上形成连续的液膜，再利用不同物质间分子自由程的差别将混合物分离．其中，蒸发壁面上的液滴分布和液膜厚度对分离效率有很大影响，尤其对于进料速度低、表面张力大的物料[1]．形成连续均匀的薄膜有助于传质和传热的进行[2]，提高分离效率，避免出现由于局部过热而导致的热分解．因此，研究分子蒸馏装置蒸发面上液膜的连续性与液膜厚度对装置设计和操作具有重要的意义．目前对于液体流动状况的研究方法主要有电荷耦合器(charge coupled device，CCD)摄像法[
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2010年6期2010-08-01