納米流體液滴撞擊壁面鋪展動力學特性研究
摘要：納米流體液滴撞擊固體壁面的鋪展動力學特性是基于液滴沉積實現高效傳熱傳質過程的關鍵因素，然而由于納米流體的非牛頓流變特性及液滴內微流動與納米顆粒的耦合作用，目前對納米流體液滴撞擊固體壁面的鋪展動力學行為缺乏足夠的認識.本研究利用了兩步法分別配制了分散有3種納米顆粒的均勻穩定納米流體(碳納米管、石墨烯、納米石墨粉)，并對流體的流變特性進行了測量分析.利用顯微高速數碼攝像技術捕捉了液滴撞擊固體壁面的動態過程，通過圖像處理技術分析鋪展過程中液滴的無量綱高度、鋪展因子及動態接觸角，探究了液滴在韋伯數約為200及800時撞擊壁面后鋪展沉積形態的演變規律.研究表明，3種不同納米顆粒的加入均使基液表現出明顯的剪切變稀特性，在液滴撞擊壁面的鋪展過程中，流體的剪切黏度起重要作用，液滴的無量綱高度和鋪展因子的變化幅度隨著納米流體剪切黏度的增大而減小.納米流體液滴撞擊疏水表面時能更快的達到平衡狀態，液滴的慣性力主導著液滴的初始鋪展階段，液滴的鋪展范圍和速度隨撞擊速度的增大而增大.開展該研究能夠為基于液滴沉積的增益冷卻技術以及微型高導熱及導電材料的制造提供理論依據和技術指導.
注: 保護知識產權,如需閱讀全文請聯系力學學報雜志社
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