Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm hình ảnh về giọt nước va chạm với màng chất lỏng và phân tích đặc điểm tiến hóa của giọt nước
Tóm tắt
Các đặc điểm tiến hóa của các giọt nước va chạm với bề mặt tường ẩm là rất quan trọng cho hiệu suất của thiết bị tách hơi-nước trong nhà máy điện hạt nhân. Khi các giọt nước va chạm với màng chất lỏng với các vận tốc khác nhau, nhiều hiện tượng đa dạng sẽ xảy ra. Các đặc điểm va chạm của giọt nước với bề mặt tường trong quá trình chuyển động được nghiên cứu thực nghiệm. Trong thí nghiệm, camera tốc độ cao với tốc độ ghi hình 2000 khung hình mỗi giây được sử dụng để ghi lại quá trình lan tỏa của giọt nước va chạm theo phương thẳng đứng với màng chất lỏng ở các vận tốc khác nhau. Các hiện tượng vương miện có và không có bắn tung tóe được phân tích. Các thông số quan trọng của hiện tượng được ghi lại, và các điều kiện định tính tạo ra bởi ba hiện tượng được phân tích. Vận tốc tới hạn để tạo ra giọt nước thứ cấp là 0.021 m/s và vận tốc tới hạn để tạo ra giọt nước chính là 0.017 m/s khi một giọt nước có đường kính 3.62 mm va chạm với màng chất lỏng. Nếu năng lượng động học của các giọt nước rơi có thể được giảm thiểu, lượng rác thải do tia Worthington và các giọt nước bắn tung tóe có thể được giảm thiểu một cách hiệu quả. Nghiên cứu hiện tại có thể tạo cơ sở cho việc thiết kế thiết bị tách hơi-nước và bộ tản nhiệt giọt nước trong không gian.
Từ khóa
#giọt nước #va chạm #màng chất lỏng #hiện tượng vương miện #năng lượng động học #máy tách hơi-nướcTài liệu tham khảo
Cossali, G. E., Coghe, A., Marengo, M. 1997. The impact of a single drop on a wetted solid surface. Exp Fluids, 22: 463–472.
Kong, Q., Ji, X., You, T., Zhou, R., Xu, J. 2020. Dynamic characteristics of droplet collision on the hydrophilic-hydrophobic interface. Atomic Energy Science and Technology, 10: 1801–1808.
Levin, Z., Hobbs, P. V. 1971. Splashing of water drops on solid and wetted surfaces: Hydrodynamics and charge separation. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A, Mathematical and Physical Sciences, 269: 555–585.
Li, D., Qiu, X., Zheng, Z., Cui, Y., Ma, P. 2015. Numerical analysis of droplets impacting different wetting walls. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery, 46: 294–302.
Li, J., Huang, S., Wang, X. 2007. Experimental research of separation efficiency on steam-water separator with corrugated plates. Nuclear Power Engineering, 28: 94–97.
Liang, C. 2013. Numerical study on dynamic characteristics of small droplets hitting solid wall and thin liquid film. Chongqing University.
Liu, D. 2015. Simulation of droplet impact on superhydrophobic wall. Beijing Jiaotong University.
Loth, E. 2000. Numerical approaches for motion of dispersed particles, droplets and bubbles. Prog Energ Combust, 26: 161–223.
Marengo, M., Antonini, C., Roisman, I. V., Tropea, C. 2011. Drop collisions with simple and complex surfaces. Curr Opin Colloid In, 16: 292–302.
Ogawa, A., Utsuno, K., Mutou, M., Kouzen, S., Shimotake, Y., Satou, Y. 2006. Morphological study of cavity and worthington jet formations for Newtonian and non-Newtonian liquids. Particulate Sci Technol, 24: 181–225.
Roisman, I. V., Horvat, K., Tropea, C. 2006. Spray impact: Rim transverse instability initiating fingering and splash, and description of a secondary spray. Phys Fluids, 18: 102104.
Totani, T., Itami, M., Nagata, H., Kudo, I., Iwasaki, A., Hosokawa, S. 2002. Performance of droplet generator and droplet collector in liquid droplet radiator under microgravity. Microgravity Sci Tech, 13: 42–45.
Totani, T., Kodama, T., Nagata, H., Kudo, I. 2005. Thermal design of liquid droplet radiator for space solar-power system. J Spacecraft Rockets, 42: 493–499.
Totani, T., Kodama, T., Watanabe, K., Nanbu, K., Nagata, H., Kudo, I. 2006. Numerical and experimental studies on circulation of working fluid in liquid droplet radiator. Acta Astronaut, 59: 192–199.
Wei, D., Zhang, R., Wu, R., Zhou, H. 2004. Design of piezoelectric droplet ejection device. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 44: 1107–1110.
Xue, G., He, Y., Fu, J., Wu, S. 2014. Droplet ejection behavior of piezoelectric nozzle and its influencing factors. Optics and Precision Engineering, 22: 2166–2172.
Yamamoto, K., Motosuke, M., Ogata, S. 2018. Initiation of the Worthington jet on the droplet impact. Appl Phys Lett, 112: 093701.
Zhang, F. 2018. Research on droplet extinction model. Tsinghua University.
Zhang, L. 2016. Numerical simulation of the motion characteristics of droplets hitting a hydrophobic/superhydrophobic surface. Lubrication and Sealing, 9: 63–68.
Zhao, F., Zhao, C., Bo, H. 2018. Numerical investigation of the separation performance of full-scale AP1000 steam-water separator. Ann Nucl Energy, 111: 204–223.
Zhou, S., Huan, J. Design of piezoelectric droplet ejection device. 1999. Journal of Sichuan Union University, 3: 65–67.
Zhu, J., Wu, Z., Ye, S., Bai, J., Guan, X., Wang, Q., Wu, H. 2014. Research on droplet movement and distribution characteristics in spray tower. Chemical and Pharmaceutical Engineering, 35: 11–15.