表面张力变化对含气泡液体射流破裂的影响

• 作者: 吴兆伟 施浙杭 赵辉 周骛 蔡小舒 刘海峰
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 射流破裂 表面张力 气泡 流体力学 Marangoni效应
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1283-1294
• 页数: 11页
• 分类号: O359+.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200824

摘要

使用高速相机研究了表面张力变化对含气泡液体射流破裂过程的影响。通过改变表面活性剂浓度获得了不同表面张力的液体射流。实验发现当液体射流速度保持不变时，减小液体表面张力会增加射流破裂长度。表面活性剂一方面降低了液体动态表面张力，减小了射流表面不稳定波的增长率，增大了射流破裂长度；另一方面表面活性剂在射流表面的非均匀分布会产生Marangoni应力，促使液体向射流变形区运动，从而推迟了射流破裂的发生，增大了射流破裂长度。通过理论分析得到了液体射流破裂长度表达式。发现射流内部气泡会显著缩短含表面活性剂射流的破裂长度。通过气泡扰动射流速度和吸附表面活性剂的分析，揭示了内部气泡对含表面活性剂射流破裂的影响规律。