方形微通道中低黏度 Taylor 液滴超额速度的建模
流体动力学
2019-09-04 v1
摘要
微观多相流因能将过程转入新的操作窗口并实现显著的过程强化而获得广泛兴趣。然而，Taylor 液滴的流体动力学行为尚未被完全理解。本工作中，我们引入一个模型以确定方形微通道中 Taylor 液滴的超额速度。该液滴与流动总表观速度之间的速度差直接影响液滴停留时间并与压降相关。由于液滴不占据整个通道横截面，它使得连续相能够通过角部绕过液滴。对连续性方程的考量通常将超额速度与平均流速相关联。我们基于液滴帽部相对其静态形状的变形关联式来量化旁路流。帽部变形揭示了流动液体施加于界面的力，并允许估计旁路流的局部驱动压力梯度。表征参数被确定为旁路长度、壁面液膜厚度、两相间黏度比以及 Ca 数。所提模型通过基于高速摄像测量的随机元启发式优化方法进行了修正。此外，我们的模型已用已发表的经验数据成功验证。
引用
@article{arxiv.1905.02811,
title = {Modeling the excess velocity of low-viscous Taylor droplets in square microchannels},
author = {Thorben Helmers and Philip Kemper and Jorg Thöming and Ulrich Mießner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.02811},
year = {2019}
}
备注
21 pages, 8 figures