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微米尺度下雾滴与尘粒碰撞后液体附着特性研究
1
作者
陶瑞卿
朱小龙
+5 位作者
张凯
王文婕
王和堂
徐超航
夏鹏志
龙表利
《煤炭学报》
北大核心
2025年第S1期372-383,共12页
粉尘易引发爆炸事故和人员尘肺病,水雾是应用最广泛的降尘介质,但由于对尘-雾接触后的附着状态缺乏科学认识,喷雾降尘率增长面临瓶颈。通过数值模拟和实验方法,研究了微米尺度下的雾滴-尘粒碰撞行为,得出了尘粒表面液体附着量与4类碰撞...
粉尘易引发爆炸事故和人员尘肺病,水雾是应用最广泛的降尘介质,但由于对尘-雾接触后的附着状态缺乏科学认识,喷雾降尘率增长面临瓶颈。通过数值模拟和实验方法,研究了微米尺度下的雾滴-尘粒碰撞行为,得出了尘粒表面液体附着量与4类碰撞行为之间的关系。研究结果显示,降低雾滴表面张力和接触角在低速碰撞有利于避免“反弹”行为发生,也有利于在“膜状飞溅”行为发生时增大尘粒表面的液体附着量。但是,降低雾滴表面张力和接触角也会降低雾滴发生破裂的临界碰撞速度,导致发生“完整并聚”行为的速度范围缩小,对降尘效果有不利影响。同时,还发现降低雾滴粒径和增大雾滴黏度均有利于增大尘-雾碰撞过程中黏性摩擦损失,从而抑制“反弹”行为和雾滴破裂现象发生,有利于增大尘-雾作用后尘粒表面的液体附着量,含0.329%质量分数高分子成分R1001的液滴连续碰撞固体颗粒时,颗粒表面液体残留量比纯水液滴碰撞的情况可提高至少10倍,所以在水中添加增稠成分可显著提升粉尘增重、沉降效果。上述发现可为新型降尘剂开发提供新思路,也可为喷雾降尘工况参数优化提供理论支撑。
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关键词
雾滴-尘粒碰撞
喷
雾
降尘
液体附着量
表面张力
接触角
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职称材料
题名
微米尺度下雾滴与尘粒碰撞后液体附着特性研究
1
作者
陶瑞卿
朱小龙
张凯
王文婕
王和堂
徐超航
夏鹏志
龙表利
机构
中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室
冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室
国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室
武汉理工大学安全科学与应急管理学院
重庆市大足区人民医院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第S1期372-383,共12页
基金
冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室稳定支持科研项目(JCKYS2024212108)
国家自然科学基金资助项目(52104212)
国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室开放课题资助项目(KLECDH2023020102)。
文摘
粉尘易引发爆炸事故和人员尘肺病,水雾是应用最广泛的降尘介质,但由于对尘-雾接触后的附着状态缺乏科学认识,喷雾降尘率增长面临瓶颈。通过数值模拟和实验方法,研究了微米尺度下的雾滴-尘粒碰撞行为,得出了尘粒表面液体附着量与4类碰撞行为之间的关系。研究结果显示,降低雾滴表面张力和接触角在低速碰撞有利于避免“反弹”行为发生,也有利于在“膜状飞溅”行为发生时增大尘粒表面的液体附着量。但是,降低雾滴表面张力和接触角也会降低雾滴发生破裂的临界碰撞速度,导致发生“完整并聚”行为的速度范围缩小,对降尘效果有不利影响。同时,还发现降低雾滴粒径和增大雾滴黏度均有利于增大尘-雾碰撞过程中黏性摩擦损失,从而抑制“反弹”行为和雾滴破裂现象发生,有利于增大尘-雾作用后尘粒表面的液体附着量,含0.329%质量分数高分子成分R1001的液滴连续碰撞固体颗粒时,颗粒表面液体残留量比纯水液滴碰撞的情况可提高至少10倍,所以在水中添加增稠成分可显著提升粉尘增重、沉降效果。上述发现可为新型降尘剂开发提供新思路,也可为喷雾降尘工况参数优化提供理论支撑。
关键词
雾滴-尘粒碰撞
喷
雾
降尘
液体附着量
表面张力
接触角
Keywords
droplet
-
dust particle collisions
spray dust suppression
liquid residue
surface tension
contact angle
分类号
X932 [环境科学与工程—安全科学]
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题名
作者
出处
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被引量
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1
微米尺度下雾滴与尘粒碰撞后液体附着特性研究
陶瑞卿
朱小龙
张凯
王文婕
王和堂
徐超航
夏鹏志
龙表利
《煤炭学报》
北大核心
2025
0
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