壁面潤濕性不僅影響著Taylor氣泡的形狀,同時對通道內(nèi)流體流動、相變換熱等有著關(guān)鍵的作用。采用VOF模型對T型微通道內(nèi)氣液兩相Taylor流動進(jìn)行三維數(shù)值模擬,重點(diǎn)研究了接觸角改變對Taylor氣泡流體動力學(xué)特性的影響。模擬結(jié)果與他人實驗數(shù)據(jù)對比基本吻合,驗證了模型的有效性。結(jié)果表明:隨著接觸角增大,氣泡周圍液含量逐漸降低,相界面也由外凸形變?yōu)閮?nèi)凹形。壁面越接近潤濕（或疏水）狀態(tài),氣液接觸面的曲率就越大;當(dāng)120°≤θ≤150°時Taylor氣泡穩(wěn)定性變差。當(dāng)θ≥150°時"拖曳流態(tài)"出現(xiàn),分析指出在大接觸角下氣體更易貼附壁面導(dǎo)致接觸區(qū)內(nèi)流場發(fā)生變化,形成的渦流減弱了水對氣相的水平剪切作用,進(jìn)而引起流型轉(zhuǎn)變。接觸角對通道內(nèi)壓力有著重要影響,通道中心軸向壓力曲線以θ=90°為過渡,潤濕狀態(tài)下呈凸函數(shù)遞減且p_G>p_L,疏水狀態(tài)下氣液進(jìn)口處的壓力分配改變,曲線趨勢相反。

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圖1微通道幾何模型

也可以用拉普拉斯壓降來解釋這一現(xiàn)象，氣減小，而液柱尺寸呈凹函數(shù)曲線趨勢變化，接觸角45°圖3不同接觸角下氣泡形狀及橫截面相含率分布

第7期王長亮等：壁面潤濕性對微通道內(nèi)Taylor流動特性的影響形狀。也可以用拉普拉斯壓降來解釋這一現(xiàn)象，氣泡前后大壓差的存在會使得曲率增大，導(dǎo)致更彎曲的相界面存在，而當(dāng)前后壓差相差很小時，相界面則趨近平直。2.2氣泡生成長度、周期定量分析及大接觸角下拖曳流態(tài)形成氣泡邊界形狀改變必....

圖5同文獻(xiàn)中氣泡長度對比

第7期王長亮等：壁面潤濕性對微通道內(nèi)Taylor流動特性的影響形狀。也可以用拉普拉斯壓降來解釋這一現(xiàn)象，氣泡前后大壓差的存在會使得曲率增大，導(dǎo)致更彎曲的相界面存在，而當(dāng)前后壓差相差很小時，相界面則趨近平直。2.2氣泡生成長度、周期定量分析及大接觸角下拖曳流態(tài)形成氣泡邊界形狀改變必....

圖7不同接觸角下接觸區(qū)內(nèi)流線分布

本文編號：4056018