两枚碰撞不互溶液滴正碰分离后的液体分布
流体动力学
2023-10-27 v1
摘要
两枚不互溶液滴的正碰会导致一个碰撞复合体,其可能以单一复合液滴的形式保持稳定,或破碎成两枚主要的子液滴。本文研究了在两枚子液滴中形成的液体分布,其可分为三种类型。要么形成两枚封装液滴(单次反射分离),要么形成一枚封装液滴加一枚仅由封装液体构成的液滴,后者可出现在撞击侧(反射分离)或其相反侧(交叉分离)。我们分析了大量实验与模拟数据,涵盖部分润湿与完全润湿条件,以及韦伯数在 2–720、雷诺数在 66–1100 范围内的碰撞。基于将碰撞分解为两个阶段:(i) 复合液滴径向扩展成薄片,以及 (ii) 其松弛为拉长的圆柱形液滴,识别并描述了导致上述三种液体分布的条件。与这两个阶段一致,推导了两个无量纲参数 和 ,它们仅由封装内液滴 (i) 与外液滴 (o) 的碰撞参数和液体性质构成。与所提出的解释相符,这两个参数的组合可预测液体分布的类型。预测结果与实验和数值结果均非常吻合。
引用
@article{arxiv.2307.05720,
title = {Liquid distribution after head-on separation of two colliding immiscible liquid droplets},
author = {Johanna Potyka and Kathrin Schulte and Carole Planchette},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05720},
year = {2023}
}
备注
the linked dataset https://doi.org/10.18419/darus-3594 will be available shortly after the arXiv submission