气流横掠作用下竖直异形壁面液膜流动及破裂特性研究

Falling liquid film that is driven by cross airflow on abnormity wall was to be researched in this project. Combined with theoretical analysis and experimental research, such as planar laser-induced fluorescence (PLIF) and high-speed camera technology, flow characteristics of the film was studied. The influence law of film rupture by the liquid-film flowrate, the gas flow parameter and the wall shape was analyzed. Modeling for the film rupture was based on the forces analysis of the film, and it was concluded that the law of film rupture by comparing the model and the experiments. The results would provide support for predicting re-entrainment, and further study of the gas-liquid separation.

本项目以气流横掠作用下，异形壁面下降液膜为研究对象，采用激光诱导荧光测量技术（PLIF）和高速摄影技术，结合理论分析，研究气流横掠作用下，竖直异形壁面液膜的流动特性，分析液膜流量、气流参数和壁面形状特征对液膜破裂的影响规律；研究横掠气流作用条件下，竖直壁面液膜受力特性，建立相应的液膜破裂模型；通过理论与实验的相互结合，确定壁面液膜的破裂规律，为液膜二次携带等此类问题的预测提供支撑，进而能够为汽水分离等相关应用技术的研究提供一定的基础依据。

本项目以气流横掠作用下的异形壁面下降液膜为研究对象，采用激光诱导荧光测量技术（PLIF）和高速摄影技术，结合理论分析，研究气流横掠作用下，竖直异形壁面液膜的流动特性，分析液膜流量、气流参数和壁面形状特征对液膜破裂的影响规律；研究横掠气流作用条件下，竖直壁面液膜受力特性，建立相应的液膜破裂模型；通过理论与实验的相互结合，确定了壁面液膜的破裂规律，为液膜二次携带等此类问题的预测提供支撑，进而能够为汽水分离等相关应用技术的研究提供一定的基础依据。具体结论如下：.（1）功率谱分析表明，当液膜的雷诺数小于4000时，无气流作用时的异形板壁面液膜的波动具有显著的多频特性。.（2）惯性离心力、气流剪切力、壁面粘性力和表面张力共同作用控制着液膜的运动和变形。.（3）根据无量纲法与理论推导，建立了波形板折角处的液膜破裂模型。.（4）首次引入了仅与异形板结构参数有关的异形板临界破膜结构参数ksg=dcosθ。波形板临界破膜结构参数ksg=dcosθ值越大，越利于临界破膜速度提高。因此，基于上述结论，应将结构参数的选取充分纳入到波形板干燥器的设计中。