荷电液滴蒸发破碎过程的数学模型 被引量：5

1

作者 王晓英 王军锋 +1 位作者 闻建龙 罗惕乾 《排灌机械》 2008年第4期65-68,共4页

针对荷电液滴蒸发破碎过程伴随的电荷衰减、质量和热量的传递问题进行了理论分析,得出荷电液滴电荷衰减规律,建立荷电液滴蒸发破碎过程的数学模型.建立重力作用下作平抛运动液滴的轨道模型,得出了水平方向与竖直方向上的最大输运距离.... 针对荷电液滴蒸发破碎过程伴随的电荷衰减、质量和热量的传递问题进行了理论分析,得出荷电液滴电荷衰减规律,建立荷电液滴蒸发破碎过程的数学模型.建立重力作用下作平抛运动液滴的轨道模型,得出了水平方向与竖直方向上的最大输运距离.研究表明,液滴所带电荷是随时间作指数规律衰减,液滴电导率越高,介电常数越小,电荷衰减越快;液滴完全蒸发所需时间基本上与液滴初始半径的平方成正比.荷电液滴在蒸发过程中,临界电量随液滴温度的增加而减小,当液滴带电量q大于等于临界电量qc时,蒸发过程中发生库仑分裂,并实现了对库仑分裂时刻的预测. 展开更多

关键词 荷电液滴 库仑分裂 蒸发 理论分析 轨道模型

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荷电液滴撞击织物表面铺展特性的试验 被引量：2

2

作者 王军锋 吴琦 +1 位作者 霍元平 许荣斌 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期394-398,共5页

基于显微高速摄像技术对荷电液滴撞击多孔织物后的铺展行为进行了可视化研究,并结合图像后处理技术获得了液滴撞击多孔织物表面后液滴表面张力、荷电电压以及初始速度等参数对液滴在织物表面的铺展因子随时间变化的影响规律.结果表明:... 基于显微高速摄像技术对荷电液滴撞击多孔织物后的铺展行为进行了可视化研究,并结合图像后处理技术获得了液滴撞击多孔织物表面后液滴表面张力、荷电电压以及初始速度等参数对液滴在织物表面的铺展因子随时间变化的影响规律.结果表明:液滴撞击织物表面后的最大铺展因子和铺展速率都随着液滴撞击初始速度或者表面活性剂质量分数的增大而增大;随着荷电电压的增大,液滴最大铺展因子总体呈增大趋势;撞击初始速度增大后,液滴在织物表面的最大铺展因子会在液滴荷电电压为4 kV时达到最大值,并且当速度增大到一定值时,荷电液滴会产生破碎. 展开更多

关键词 荷电液滴 初始速度 多孔织物 铺展特性 表面活性剂

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细颗粒物撞击荷电液滴的研究 被引量：1

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作者 左子文 王军锋 +1 位作者 霍元平 许荣斌 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2017年第2期259-264,共6页

利用设计的实验装置研究了颗粒和颗粒微团受静电力牵引撞击荷电液滴过程。研究发现:部分颗粒到达荷电液滴表面后出现撞击反弹现象,当撞击角小于85°时,接近50%的颗粒发生反弹;颗粒微团由于结构松散在撞击荷电液滴后发生解体,大部分... 利用设计的实验装置研究了颗粒和颗粒微团受静电力牵引撞击荷电液滴过程。研究发现:部分颗粒到达荷电液滴表面后出现撞击反弹现象,当撞击角小于85°时,接近50%的颗粒发生反弹;颗粒微团由于结构松散在撞击荷电液滴后发生解体,大部分子颗粒被排斥反弹。部分体积较大的颗粒微团由于吸收过量空间电荷导致极性与荷电液滴一致,受库仑斥力作用在接触液滴表面以前发生逃逸。细颗粒物出现反弹、解体以及逃逸等二次飞散现象明显降低荷电液滴对细颗粒物的捕集效率。 展开更多

关键词 荷电液滴 细颗粒物 撞击 反弹

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荷电液滴吸附细颗粒物的数值模拟分析

4

作者 王军锋 谢立宇 +1 位作者 霍元平 左子文 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期36-42,共7页

为了研究静电湿式除尘中荷电液滴对细颗粒物的吸附特性,考虑了黏性阻力、重力以及静电引力的作用,通过求解牛顿方程获得耦合场下荷电液滴周围细颗粒物的运动轨迹方程,建立了静电力和气动力共同作用下细颗粒物粒子运动的数值模型,模拟2... 为了研究静电湿式除尘中荷电液滴对细颗粒物的吸附特性,考虑了黏性阻力、重力以及静电引力的作用,通过求解牛顿方程获得耦合场下荷电液滴周围细颗粒物的运动轨迹方程,建立了静电力和气动力共同作用下细颗粒物粒子运动的数值模型,模拟2维空间中荷电液滴周围细颗粒物的运动轨迹,给出了不同斯托克斯数以及库仑数下细颗粒物的沉积效率,获得影响荷电液滴吸附细颗粒物效率的主要参数及其作用机制,模拟结果与试验数据较为吻合.结果表明:单个大尺寸的液滴的吸附面积比略高于小尺寸的液滴,而相同气液比下小粒径液滴具有更高的吸附效率,静电湿式除尘对粒径在1到10μm间的细颗粒物具有最佳的吸附效果. 展开更多

关键词 荷电液滴 尘埃 沉积物 计算流体力学 多相流

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油相中荷电液滴变形和破碎特性的实验研究 被引量：3

5

作者 王东保 王军锋 +2 位作者 霍元平 刘海龙 王晓英 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第2期274-280,共7页

基于显微高速数码摄像技术对不相溶醇油体系中醇相荷电液滴的破碎行为演变过程进行可视化研究。精确捕捉不同场强下荷电液滴在油相中的显微形貌特征,得到荷电液滴在不同工况下的变形破碎过程和演变细节,探究荷电液滴在不同破碎模式下的... 基于显微高速数码摄像技术对不相溶醇油体系中醇相荷电液滴的破碎行为演变过程进行可视化研究。精确捕捉不同场强下荷电液滴在油相中的显微形貌特征,得到荷电液滴在不同工况下的变形破碎过程和演变细节,探究荷电液滴在不同破碎模式下的形成机理。定量分析荷电液滴尺寸与电压和流量的关系,得到液滴粒径累计分布规律和液滴粒径分布的Rosin-Rammler函数。研究结果表明,随电场强度增加,液滴尺寸迅速下降,粒径分布均匀性提高。电场使相间作用效果明显增强。 展开更多

关键词 电场 荷电液滴 破碎 粒径分布 显微高速摄像 液-液相分散

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荷电液滴联合声波捕集颗粒物的过程和特性 被引量：1

6

作者 刘舒昕 骆仲泱 +3 位作者 鲁梦诗 赫明春 方梦祥 王浩霖 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1282-1290,共9页

搭建显微可视化平台,观测以半山电厂灰为代表的颗粒物在电场及声场作用下相对于悬垂荷电单液滴的运动和捕集特性,利用激光粒度仪对颗粒物的凝并效果进行验证.实验结果显示:对液滴进行荷电,可以将以惯性捕集为主要作用的灰颗粒绕流运动... 搭建显微可视化平台,观测以半山电厂灰为代表的颗粒物在电场及声场作用下相对于悬垂荷电单液滴的运动和捕集特性,利用激光粒度仪对颗粒物的凝并效果进行验证.实验结果显示:对液滴进行荷电,可以将以惯性捕集为主要作用的灰颗粒绕流运动变为以静电力(介电泳力、库仑力)为主导的吸引作用,颗粒物在液滴表面的沉积状态由树枝状变为紧密堆积状态,而增加声场后,在颗粒初始轨迹之上叠加了往复的振动.荷电液滴引入的静电力和液桥力强化了团聚体内部的黏附作用.进一步的粒径分布表征实验发现,荷电液滴和声波的加入均可以有效促进颗粒的团聚长大. 展开更多

关键词 荷电液滴 声场 运动轨迹 捕集 团聚

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基于格子Boltzmann方法的荷电液滴蒸发及传热研究 被引量：1

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作者 陈宁光 甘云华 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4829-4839,共11页

固着液滴蒸发在各种应用中起着重要作用,然而数值模拟研究电场对蒸发液滴内部流动及传热影响还有待探索。结合相变和漏电介质模型提出了一个多松弛格子Boltzmann模型,并与实验结果进行了对比验证。运用该模型研究了电场对液滴蒸发过程... 固着液滴蒸发在各种应用中起着重要作用,然而数值模拟研究电场对蒸发液滴内部流动及传热影响还有待探索。结合相变和漏电介质模型提出了一个多松弛格子Boltzmann模型,并与实验结果进行了对比验证。运用该模型研究了电场对液滴蒸发过程的形态变化、电场力分布、流动和传热的影响。结果表明,液滴沿电场方向被拉伸,其高度随电毛细数(Ca_(E))的增加而增加,电场扩大了液滴的内部流动范围,使其流动更加均匀。当Ca_(E)=0.4时,Peclet数是无电场时的3.3倍,但相对于热传导,液滴的内部流动对温度分布没有显著影响。由于电场拉伸液滴,导致传热热阻增加,因此蒸发所需的时间增加。电场的作用是改变液滴几何形态,而接触线密度的增加才是影响平均热通量的主要原因。 展开更多

关键词 荷电液滴 蒸发 传热 介尺度 蒸发速率 格子BOLTZMANN方法

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荷电液滴群捕集非均匀粒径颗粒物的数值模拟 被引量：1

8

作者 王林 左子文 +2 位作者 曹雪 蒋鹏 王军锋 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期518-526,共9页

针对荷电液滴群捕集颗粒物过程中系统参数对捕集效率的影响,基于计算流体力学-离散元法(CFD-DEM),数值模拟了荷电液滴群捕集非均匀粒径颗粒物。结果表明:在库仑斥力影响下,液滴群运动过程中不断向外扩展,颗粒物聚集形态不断变化。静电... 针对荷电液滴群捕集颗粒物过程中系统参数对捕集效率的影响,基于计算流体力学-离散元法(CFD-DEM),数值模拟了荷电液滴群捕集非均匀粒径颗粒物。结果表明:在库仑斥力影响下,液滴群运动过程中不断向外扩展,颗粒物聚集形态不断变化。静电沉积占主导地位时,捕集效率对液滴间距不敏感,液滴间距可以认为是喷雾密度,即除尘效率受喷雾密度影响较小;增大液滴荷电量提升的捕集效率主要来自对粒径小于5μm颗粒物的捕集;液滴粒径对捕集效率的影响较小;液滴速度对单位时间捕集效率影响较小,但降低液滴速度可以延长其扫掠时间,从而提升捕集效率。 展开更多

关键词 荷电液滴 库仑力 颗粒物捕集 数值模拟 流体力学-离散元法

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滴状模式下液桥形成及断裂的电流体动力学特性研究 被引量：8

9

作者 霍元平 王军锋 +1 位作者 左子文 刘海龙 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期425-431,共7页

对电场作用下微通道荷电液滴脱落过程中液桥形成及断裂的显微演变特征进行了可视化实验研究.借助时空分辨率较高的高速摄像技术精确捕捉了电场作用下液桥形成及断裂的界面演化过程,研究了液桥的界面结构变化及其断裂的动力学显微演变行... 对电场作用下微通道荷电液滴脱落过程中液桥形成及断裂的显微演变特征进行了可视化实验研究.借助时空分辨率较高的高速摄像技术精确捕捉了电场作用下液桥形成及断裂的界面演化过程,研究了液桥的界面结构变化及其断裂的动力学显微演变行为,获得了时间特征数、电邦德数及半月面形成角对液桥长度及断裂顺序的作用规律.实验结果显示,液桥断裂长度取决于黏度与表面张力之比,而受荷电弛豫时间的影响甚微,低电压工况下各实验介质液桥相对长度的变化并不明显,而在较高电压工况下相对液桥长度的增长速度加快.随着电邦德数的不断增加,液桥长度的变化在较高邦德数下更为明显且存在突变区,此时伴随着雾化模式的转变,表明液桥的突变恰恰是雾化模式过渡的信号.不同物性介质的射流过渡行为由于液桥上下游形成角的变化而存在较大差异.对于无水乙醇介质,电邦德数的增加使滴状模式首先过渡到纺锤模式,而对于生物柴油,滴状模式后会首先出现脉动模式而非纺锤模式. 展开更多

关键词 荷电液滴 液桥 电流体动力学 高速数码摄像

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电场作用下液滴的变形及库仑分裂模式

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作者 王军锋 范志恒 +1 位作者 王东保 陆帅全 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期5451-5458,共8页

基于高速成像技术,本文对电场作用下甲醇液滴的显微形貌特征进行了可视化研究,精确捕捉了两相流体系中不同生长阶段的荷电液滴基于时间分辨特性的变形及库仑分裂演变行为,得到不同工况下荷电液滴的变形分裂过程及行为演化细节。基于液... 基于高速成像技术,本文对电场作用下甲醇液滴的显微形貌特征进行了可视化研究,精确捕捉了两相流体系中不同生长阶段的荷电液滴基于时间分辨特性的变形及库仑分裂演变行为,得到不同工况下荷电液滴的变形分裂过程及行为演化细节。基于液滴所受库仑力和介电泳力与周围流域的耦合作用,揭示了电场作用下不同生长阶段的液滴库仑分裂形成机理。结果表明,电场强度和液滴粒径是决定液滴变形及库仑分裂模式的主要因素,荷电液滴的变形及库仑分裂模式可以分为推压变形、顶部破碎、顶部-边端破碎、伞状破碎。结合量纲为1参数对液滴的变形及破碎特征进行了定量分析,随着电场强度的增大及液滴粒径的减小,液滴变形及顶部破碎的程度更加剧烈,液滴临界伞状破碎长度减小。 展开更多

关键词 甲醇 荷电液滴 成像 变形 库仑分裂 模式相图

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电场强化基面液滴蒸发的研究进展 被引量：3

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作者 张天昊 王军锋 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期384-392,共9页

为深入研究静电场对基面液滴蒸发的作用,结合有关国内外研究现状,通过分析电场对基面液滴的变形作用和对液滴内部流动模式和速率的影响,以及电场对液滴在上述两方面的影响与液滴蒸发的关系,分析了电场对基面上液滴蒸发过程的强化作用,... 为深入研究静电场对基面液滴蒸发的作用,结合有关国内外研究现状,通过分析电场对基面液滴的变形作用和对液滴内部流动模式和速率的影响,以及电场对液滴在上述两方面的影响与液滴蒸发的关系,分析了电场对基面上液滴蒸发过程的强化作用,对有关基面液滴在电场下蒸发的研究进展进行了介绍,根据前人的理论和试验研究结果探讨了电场对基面液滴蒸发强化作用的基本机制:电场能够使基面液滴的表面电荷分布和形貌特征发生变化,发生电润湿现象,同时改变液滴的内部流动形态,提高液滴的内部流动速率,从而从两方面强化液滴界面处的热交换,促进液滴的蒸发传质.同时,简要评析了目前的研究进展情况,并指出关于电场强化基面液滴蒸发值得进一步研究的方向.研究结果为高热流密度表面的静电雾化冷却技术研究提供了思路. 展开更多

关键词 荷电液滴 蒸发 电场 传热 传质

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