机械工程学报 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (6): 391-399.doi: 10.3901/JME.260202
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付泽明, 吴华根, 熊艳玲, 粱梦桃
FU Zeming, WU Huagen, XIONG Yanling, LIANG Mengtao
摘要: 纤维聚结过滤器在多个工业领域有广泛应用,常用于分离气流中的液态气溶胶。通过数值方法研究在具有润湿性梯度疏水纤维上黏性液滴的聚结与定向移动行为。采用流体体积法(Volume of fluid,VOF)和改进动态接触角模型,探讨表面润湿性梯度、液滴直径和黏性的影响。结果表明,随着润湿性梯度增大,液滴沿纤维运动速度加快。液滴的速度峰值出现在后缘跨越润湿性交界处时,且高接触角一侧的接触角越大,速度越快。无量纲分析显示,随着液滴与纤维直径比的增加,速度增加但增幅递减,纤维表面的曲率限制了液滴的铺展。通过黏性耗散率分析液滴黏度的影响机制,高黏度液滴运动相对平稳,而低黏度液滴运动速度较快但波动明显。研究结果可为润湿性梯度在高效油雾过滤器中的应用提供理论依据和设计参考。
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