预测液滴撞击薄液膜时的飞溅

在大多数喷涂与沉积应用中，目标表面初始可能干燥，但随着液滴持续撞击，表面形成一层薄液膜，后续撞击发生于其上。本文对液滴撞击同液体静止薄液膜及后续液滴-液膜相互作用的过程开展了实验研究。撞击液滴导致液体沉积，或引发即时飞溅或延迟飞溅。当液滴与液膜合并且不产生二次液滴时发生沉积。飞溅则在撞击瞬间（即时飞溅）或通过撞击形成的液冠边缘延迟破裂（延迟飞溅）产生二次液滴。实验使用五种不同牛顿流体并改变液滴撞击直径与速度以表征该现象。所选液体涵盖宽泛的液体属性（黏度与表面张力）。采用高速数字相机捕捉液滴撞击动力学。飞溅阈值被发现与液滴尺寸、撞击速度、液体属性及薄液膜厚度相关。对惯性、黏性与毛细力在决定飞溅与无飞溅（或沉积）边界中重要性的实验分析，有助于建立相应的经验关联式。所提关联式预测的飞溅与无飞溅结果与文献中实验数据吻合良好。