闵琪
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朱君悦
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段远源
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王晓东
工程热物理学报
流体动态湿润是非常普遍的自然现象并在各工程领域有重要应用.湿润动力学研究仍面临诸多困难和挑战:该领域的核心问题,即接触线的真实移动机制目前仍未被很好地解决;已有实验结果以牛顿流体为主,对于更常见、更复杂的非牛顿流体的研究近几年刚刚开始,研究成果非常有限.高精度实验测量是湿润动力学研究的基础.本文组建了一套基于Wilhelmy吊片法的动态湿润实验系统,以动态接触角与接触线移动速度测量为核心,兼备流体表面张力和流变性等动态湿润重要影响因素的测量功能,辅以样品密封配置、超声波清洗和精密控温等装置.通过对实际测量校验,证明了系统的可靠性和高精度.
关键词:
动态湿润
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吊片法
,
动态接触角
,
接触线
,
表面张力
朱君悦
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闵琪
,
段远源
,
王晓东
工程热物理学报
本文应用Wilhelmy吊片法,进行了牛顿流体(硅油、丙三醇水合溶液)的动态湿润实验.测量了流体的黏度、表面张力和动态湿润过程中动态接触角随接触线移动速度的变化关系,获得了一批高精度的实验数据.根据三类常用理论模型对实验数据进行了拟合,分析了接触线局部区域微观物理机制对动态湿润特性的影响,本文还研究了流体黏度、表面张力和浸润固体的表面能等宏观物理参数对动态湿润的影响,探讨了影响牛顿流体动态湿润过程的关键因素.
关键词:
动态湿润
,
吊片法
,
动态接触角
,
接触线
,
牛顿流体
闵琪
,
段远源
,
王晓东
工程热物理学报
流体动态湿润在工业生产和高新技术的开发中有广泛应用,非牛顿流体动态湿润研究正处于起步阶段,并有着相对于牛顿流体更为实际的应用前景和价值.本文研究了一类具有复杂流变性的聚乙二醇的二氧化硅纳米颗粒分散体系的动态湿润特性.通过液滴铺展法得到了液滴半径随铺展时间的变化关系,以及动态接触角随接触线移动速度的变化关系的实验数据.实验结果表明,该类流体在云母表面上完全铺展,R～t关系符合Tanner定律,结合Starov的理论,分析R～t数据认为该类流体的中剪切速率阶段,即包含剪切增稠段的流变性对动态湿润有重要的影响.现有的动态接触角理论没有针对该类复杂流变流体的专用模型,研究发现分子运动理论模型不考虑黏性耗散,不仅适用于牛顿流体,对本文的θD～U数据同样能很好地描述,拟合参数符合物理意义.
关键词:
动态湿润
,
液滴铺展
,
动态接触角
,
接触线
