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过程工程学报 2023年第6期23卷 814-825页

作者：朱朝飞楚亚龙高羡明陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

受尺度效应的影响,液桥的形态特征决定了液桥力的变化,液桥力的变化对液桥的形成与断裂具有重要影响。基于液桥形态学的液桥断裂机理是生物、化学、材料、微纳技术等研究领域的理论基础。目前,液桥断裂研究属于跨学科研究,涉及数学、流... 详细信息

受尺度效应的影响,液桥的形态特征决定了液桥力的变化,液桥力的变化对液桥的形成与断裂具有重要影响。基于液桥形态学的液桥断裂机理是生物、化学、材料、微纳技术等研究领域的理论基础。目前,液桥断裂研究属于跨学科研究,涉及数学、流体力学、界面化学、材料学等学科,但较少有专注于液桥形态学的液桥断裂研究的综述。本综述总结了轴对称液桥、非轴对称液桥和非牛顿流体液桥的断裂理论模型和实验方法。首先,介绍了平衡或稳定状态下,液桥受迫拉伸、断裂过程中产生的流体弱非线性行为。其次,描述了液体体积、黏度、表面张力、表面润湿性和粗糙度、断裂速度、液桥形态等关键因素对液桥断裂位置或分配率的影响,归纳了研究影响液桥断裂参数时所采用的实验方法,讨论了不同实验装置的结构特征及其优缺点,总结并提出了该研究的创新特性和高价值的研究方向。最后,展望了微纳技术领域的液桥断裂的前沿研究方向,指出建立更全面的液桥断裂模型、研究多参数约束下的液桥断裂机理和控制方法是未来的研究重点。

关键词：表面张力断裂液桥形态液桥微纳技术

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颗粒与运动壁面的碰撞反弹特性研究

颗粒与运动壁面的碰撞反弹特性研究

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作者：迟圣钟浙江理工大学

学位级别：硕士

在化学、医药、食品和涂料工业等领域中普遍存在颗粒的处理、加工和运输过程。其中需要准确捕捉颗粒的运动和分布,以保证系统高效运转。颗粒的运动和分布受许多因素的影响,主要由颗粒与壁面碰撞引起,碰撞过程中细微的变化都会改变整个... 详细信息

在化学、医药、食品和涂料工业等领域中普遍存在颗粒的处理、加工和运输过程。其中需要准确捕捉颗粒的运动和分布,以保证系统高效运转。颗粒的运动和分布受许多因素的影响,主要由颗粒与壁面碰撞引起,碰撞过程中细微的变化都会改变整个系统的状态,在讨论颗粒和壁面碰撞过程中的影响因素时主要围绕静止壁面展开,然而在湿法造粒进料口的搅拌过程、阀门流量调整过程以及泵在两相输送过程等工业过程中,颗粒碰撞的壁面往往是运动的而非静止,因此本文通过颗粒与运动壁面干湿碰撞的实验,获得运动壁面对干湿碰撞的影响。研究内容与结论如下:(1)搭建了颗粒与运动壁面碰撞的实验装置,实验过程利用高速相机与图像处理结合的方法对实验进行记录和分析,并对实验的准确性进行验证,三次实验颗粒的运动轨迹重合,证明该实验准确。(2)壁面运动对干碰撞的影响:干碰撞的研究主要围绕颗粒的恢复系数展开。针对论文实验工况下发现法向碰撞时,壁面粗糙度不同,壁面运动速度对恢复系数的影响不同。粗糙度小时,壁面运动速度的增加会增加颗粒的恢复系数,而当Ra>5.5μm,结论则相反。对于倾斜碰撞,颗粒的恢复系数主要分为法向和切向恢复系数。正向反向运动对法向恢复系数几乎没有影响,而主要影响颗粒的切向恢复系数。壁面的正向运动会使颗粒的切向恢复系数变大,而反向运动则相反。(3)壁面运动对湿碰撞的影响:相比较于干碰撞,湿碰撞过程中的能量耗散更为复杂,影响因素更多,因此探讨了壁面运动速度、液膜粘度和厚度等因素对湿碰撞的影响,研究围绕恢复系数和液桥形态展开。法向碰撞时,随壁面运动速度的增加恢复系数有小幅度增加,而倾斜碰撞时,粘度不同,法向和切向恢复系数随壁面运动速度的变化并不相同,厚度则不影响变化趋势。对于液桥形态,法向碰撞时,壁面运动会增加液桥的最大高度和水平距离。倾斜碰撞时,不同粘度,液桥的高度随壁面运动速度的变化趋势也不同,液桥的水平距离则随壁面运动速度的增加而降低,厚度不影响变化趋势。

关键词：颗粒碰撞恢复系数粗糙度液桥形态碰撞角度

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