О некоторых особенностях осаждения одиночных капель на модель с полусферическим торцем при различных температурах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе предпринята попытка экспериментального изучения некоторых эффектов, наблюдаемых при гравитационном осаждении одной или двух капель на модель с полусферическим торцем при различных температурах. Путем покадрового анализа видеозаписей проанализированы особенности взаимодействия капель с поверхностью модели. Эксперименты показали, что в случае комнатных температур капли (Td = 25–27 °C) и поверхности модели (TW = 25–27 °C) процессы растекания и собирания второй капли проходят не на поверхности модели, а на поверхности первой капли, и сопровождаются повторным растеканием первой капли и ее повторным собиранием. В случае пониженных температур капли (Td = 7–9 °C) и поверхности (TW = –3...+0.5 °C) процесс собирания первой капли отсутствовал, а процесс растекания второй капли отличался от растекания первой капли. Полученные результаты призваны улучшить понимание механизма взаимодействия между каплей и поверхностью в процессе ударного замораживания и совершенствовать технологии защиты от обледенения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Вараксин

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: varaksin_a@mail.ru
Россия, Москва; Москва

Н. В. Васильев

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: varaksin_a@mail.ru
Россия, Москва; Москва

С. Н. Вавилов

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: varaksin_a@mail.ru
Россия, Москва

Н. С. Зуб

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: varaksin_a@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Cao Y., Wu Z., Su Y., Xu Z. Aircraft Flight Characte-ristics in Icing Conditions // Prog. Aerosp. Sci. 2015. V. 74. P. 62.
  2. Zhang X., Wu X.M., Min J.C. Aircraft Icing Model Considering Both Rime Ice Property Variability and Runback Water Effect // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 104. P. 510.
  3. Dalili N., Edrisy A., Carriveau R. A Review of Surface Engineering Issues Critical to Wind Turbine Performance // Renew. Sustain. Energy Rev. 2009. V. 13. P. 428.
  4. Вараксин А.Ю. Двухфазные потоки с твердыми частицами, каплями и пузырями: проблемы и результаты исследований (обзор) // ТВТ. 2020. Т. 58. № 4. С. 646.
  5. Вараксин А.Ю. Двухфазный пограничный слой с твердыми частицами // ТВТ. 2020. Т. 58. № 5. С. 789.
  6. Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков с твердыми частицами, каплями и пузырями (обзор) // ТВТ. 2023. Т. 61. № 6. С. 926.
  7. Chang S., Qi H., Zhou S., Yang Y. Experimental Study on Freezing Characteristics of Water Droplets on Cold Surfaces // Int. J. Heat Mass Transfer. 2022. V. 194. 123108.
  8. Ding B., Wang H., Zhu X., Chen R., Liao Q. Water Droplet Impact on Superhydrophobic Surfaces with Various Inclinations and Supercooling Degrees // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. V. 138. P. 844.
  9. Wang X., Tang Z., Xu B. Anti-freezing Characteristics of Water Droplet Impinging the Superhydrophobic Surface: an Experimental and Predictive Study // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 566. 150717.
  10. Zhu G., Li J., Li Z., Li K., Hu B., Yan O. Experimental Study on the Rebound Characteristics of High Temperature Alumina Droplets Impacting on an Inclined Cold Water // Acta Astronautica. 2022. V. 198. P. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – модель, 2 – контур охлаждения рабочего участка, 3 – генератор капель, 4 – скоростные видеокамеры, 5 – фонари подсветки.

Скачать (122KB)
3. Рис. 2. Иллюстрация процесса последовательного соударения двух капель с поверхностью модели с полусферическим торцем (dd = 3.0 мм, Vd = 1.3 м/с, We = 70, Re = 4300, Td = 25°С, TW = 27°С): (а) – τ1 = 0, (б) – 1 мс, (в) – 3.5, (г) – 7, (д) – 31.5, (е) – τ2 = 0, (ж) – 2, (з) – 3, (и) – 9.5, (к) – 67.5.

Скачать (181KB)
4. Рис. 3. Иллюстрация процесса последовательного соударения двух капель с поверхностью модели с полусферическим торцем (dd = 3.0 мм, Vd = 1.3 м/с, We = 68, Re = 2600, Td = 7°С, TW = –0.7°С): (а) – τ1 = 0, (б) – 1 мс, (в) – 4, (г) – 6.5, (д) – 10.5, (е) – τ2 = 0, (ж) – 1, (з) – 3, (и) – 4.5, (к) – 32.5.

Скачать (135KB)

© Российская академия наук, 2024