气流中载粒液滴的破碎

含液体与分散颗粒的悬浮液雾化在许多应用中十分普遍。以往对液滴破碎的研究主要关注均质流体，而颗粒对破碎过程的非均匀效应尚不清楚。本研究通过实验考察了气流中载粒液滴的破碎。结合侧视与45$^\circ$视角的同步高速图像，我们比较了不同破碎模式下载粒液滴与均质流体的形貌。结果表明，载粒液滴较高的有效黏度影响了初始变形，而颗粒的非均匀效应出现在破碎后期。为定量评估颗粒的非均匀效应，我们通过比较对应于相同无黏韦伯数的情形，消除了载粒液滴较高有效黏度的影响。定量比较揭示，颗粒的非均匀效应加速了液膜破碎并促进了局部快速穿孔。提出了一个依赖于颗粒直径和体积分数的关联长度，用以表征液滴破碎过程中初始压扁与后期拉伸共同作用下浓度涨落的特征尺度。基于该关联长度，我们分析了碎片尺寸分布，其标度结果与实验数据吻合良好。