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热表面上附壁燃料液滴蒸发特性实验

Experiments on the evaporation characteristics of sessile fuel droplets on hot surfaces

作     者:代尚沛 贾旭宏 田威 丁思捷 张晓宇 汤婧 朱新华 DAI Shangpei;JIA Xuhong;TIAN Wei;DING Sijie;ZHANG Xiaoyu;TANG Jing;ZHU Xinhua

作者机构:中国民用航空飞行学院民航安全工程学院民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室广汉618307 

出 版 物:《清华大学学报(自然科学版)》 (Journal of Tsinghua University(Science and Technology))

年 卷 期:2024年第64卷第9期

页      面:1597-1607页

核心收录:

学科分类:08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基  金:民航局安全能力建设项目(MHAQ2023030) 四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC0302) 四川省重点实验室揭榜挂帅项目(XYKY2023011) 

主  题:液体燃料 附壁液滴 热流型 热表面 蒸发速率 

摘      要:泄漏或溢出的液体燃料接触到热表面会引起火灾。为减少此类火灾事故,该文研究了燃料液滴在热表面上的蒸发模式和传热机制。利用玻璃恒温加热板模拟热表面实验,研究了乙酸、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、正庚烷和环己烷的热蒸发行为。采用红外成像技术和体积估计法分析实验数据,揭示了不同液滴表面的各种热流型和形成机理。乙酸和乙醇液滴表面观察到热流波(hydrothermal waves, HTWs)和Bénard-Marangoni(B-M)流胞;丙酮和乙酸乙酯液滴表面观察到环状热流型;正庚烷液滴表面没有发现明显热流型,而环己烷液滴表面发现了双涡轮热流型。发现分子间氢键的形成和断裂与HTWs和Marangoni流胞的形成有关,液滴的蒸发速率主要由饱和蒸气压决定。实验结果表明:热流型对蒸发速率具有明显促进作用。

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