幂律流体滴射

流态转变可控

该研究通过计算揭示了幂律流体中剪切变稀与剪切增稠特性如何决定性影响滴落与射流模式间的转变及卫星液滴形成,为需要精确控制非牛顿流体破碎的应用提供了关键见解。

Zhiyi, Liang · Ruizhi, Li · 陈雪 · 李凯 · 刘荣

Physics of Fluids 2025

参数信息

幂律指数范围
0.6–1.4
射流转变临界韦伯数
4
直接进入射流区的韦伯数
3.6

技术优势

预测更准

模型经过了实验数据验证,能够可靠地预测幂律流体在不同条件下的流态转变与破碎行为,为工艺参数选择提供依据。

避免卫星液滴

在周期性滴落区,剪切变稀流体(n=0.6)表现出卫星液滴抑制,而剪切增稠流体(n=1.4)则因细长颈部断裂产生卫星液滴,这为通过调节流变特性实现液滴单分散性提供了设计准则。

射流不绕弯

研究揭示在We=3.6时,剪切变稀(n=0.6)和剪切增稠(n=1.2, 1.4)流体可跳过中间滴落水龙头态直接进入射流区,这为快速切换喷射模式提供了捷径。

破碎长度可控

在射流区,剪切增稠流体呈现最大破碎长度和珠串形态,剪切变稀流体破碎长度最短,这为连续喷射过程中的液柱控制提供了直接指导。

应用场景