混溶性与润湿性：界面张力如何影响液滴撞击薄壁液膜

本文通过实验研究了液滴撞击薄壁液膜过程中混溶性与液体润湿性的影响。尽管液体性质与撞击条件相似，仍观察到飞溅极限、皇冠扩展及上升阶段持续时间方面的差异。这些差异与液滴/壁膜液体对的界面张力相关，而界面张力又联系于其混溶性与润湿性。更确切地说，通过计算皇冠表面能，我们表明液滴与壁膜之间界面（若存在）储存的能量不可忽略，并导致更小的皇冠扩展以及需要更多动能来引发飞溅。类似地，通过计入所有表面与界面张力的修正毛细时间，我们表明界面张力充当不可忽略的回缩力，缩短了上升阶段的持续时间。若考虑运动液体质量的变化，该上升阶段的动力学在不同壁膜厚度下均能被很好刻画。总体而言，液滴/壁膜相互作用可视为惯性-毛细系统，其中液滴与壁膜间的界面张力在撞击过程的能量储存与皇冠动力学中扮演重要角色。此外，该分析强调黏性耗散在皇冠扩展阶段已具显著影响，对于液滴撞击薄壁液膜耗散了近一半初始能量，并很可能通过阻尼影响毛细时间尺度。