SiO2纳米液滴蒸发过程中浓度及活性剂对液滴动力学的影响

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郭广辉1,  梁丹丹2,  王雅琪1,  何文晴2,  王泺安1,  郭瑞超2*

1. 山东航空学院, 航空工程学院, 山东滨州 256600

2. 山东省航空材料与器件工程技术研究中心, 山东滨州 256600

摘     要: 二氧化硅(SiO2)纳米流体作为新型功能流体,其研究主要源于传统流体(如水、油)在热传导、润滑等领域的性能局限性。目前SiO2纳米流体液滴撞击高温壁面的规律与机制还不够明确。本文通过试验方法,分析不同浓度下有/无表面活性剂添加时SiO2纳米流体液滴的蒸发规律以及在Leidenfrost温度下撞击7050铝合金板材壁面的动力学行为。结果表明:SiO2纳米流体在一定浓度范围内,较高浓度的SiO2纳米颗粒对溶液的蒸发过程具有促进作用;表面活性剂SDS的添加降低了溶液表面张力,对蒸发过程起到了促进作用;添加SDS的SiO2纳米溶液相对未添加SDS的SiO2纳米溶液的Leidenfrost温度较低;在Leidenfrost温度下SiO2纳米流体液滴的撞击动态过程为:初始下落、径向铺展、轴向回缩、初次反弹、二次接触、持续弹跳以及最终稳定蒸发。本研究有助于深入理解特定条件下SiO2纳米流体的蒸发特性与冲击动力学,为其在传热冷却系统等相关工程领域的实际应用提供理论依据。
关 键 词: 纳米流体液滴; 撞击; 蒸发; 表面活性剂; Leidenfrost温度
DOI: 10.57237/j.mater.2025.03.001
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