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固体壁面液滴运动行为是近年来的*个热门研究领域，在质子交换膜燃料电池促排水、*结冰、微流控、微反应器等领域具有丰富的理论和工程研究*值。本书结合作者团队十余年的研究成果，不仅深入阐述了典型固体壁面上液滴润湿、撞击、振荡、融合及脱落等行为规律，而且系统揭示了*水轨道、*疏水/疏水轨道及水膜轨道上液滴导引规律与力学机制，还细*展示了*水光滑壁面、*水微沟槽壁面及疏水性壁面上迥异的水滴撞击结冰行为规律。

目录

前言

第1章 润湿现象与液滴动力学理论 1

1.1 固体壁面液滴运动行为研究意义 1

1.2 界面与表面张力 2

1.2.1 表面张力和表面自由能 2

1.2.2 影响表面张力的因素 5

1.3 固液界面润湿现象 6

1.3.1 接触角和润湿 6

1.3.2 接触角测定和接触角迟滞 9

1.4 液滴撞击平板过程 11

1.4.1 液滴撞击平板过程现象描述 11

1.4.2 液滴*大铺展半径评估 12

1.4.3 液滴撞击平板过程中的其他现象 14

参考文献 16

第2章 疏水沟槽壁面液滴静润湿*性 19

2.1 引言 19

2.2 试验方法 19

2.2.1 规则沟槽壁面制备方法 19

2.2.2 疏水沟槽壁面制备方法 21

2.3 疏水沟槽壁面液滴静润湿行为规律 22

2.3.1 壁面沟槽对静润湿状态的影响 22

2.3.2 表面能对静润湿状态的影响 25

2.3.3 影响机理分析 27

2.4 本章小结 29

参考文献 29

第3章 规则微沟槽面液滴撞击*性研究 31

3.1 引言 31

3.2 试验方法 31

3.2.1 试验系统 31

3.2.2 液滴发生器 32

3.2.3 规则微沟槽表面 33

3.2.4 试验流程 34

3.3 液滴铺展过程及状态 34

3.3.1 液滴铺展过程 34

3.3.2 液滴*大铺展状态 38

3.3.3 伴随指状物 40

3.4 液滴*大铺展直径理论分析 41

3.4.1 沟槽表面的润湿性与微观形貌效应 41

3.4.2 液滴撞击后*大铺展直径的理论预测 44

3.5 本章小结 47

参考文献 47

第4章 疏水沟槽壁面上液滴振荡行为 49

4.1 引言 49

4.2 试验方法 49

4.3 液滴撞击振荡过程 50

4.4 疏水沟槽壁面上液滴振荡规律 52

4.4.1 三相接触线振荡*性 52

4.4.2 液滴高度振荡*性 56

4.4.3 稳定高度的计算公式推导 60

4.4.4 液滴振荡周期的公式推导 63

4.5 本章小结 65

参考文献 65

第5章 规则微沟槽表面液滴融合行为 66

5.1 引言 66

5.2 试验方法 66

5.2.1 试验系统 66

5.2.2 试验表面 67

5.2.3 试验流程 68

5.3 液滴沿垂直沟槽方向融合行为 68

5.3.1 液滴变形 68

5.3.2 桥状物尺寸变化规律 69

5.3.3 液滴中心距对于融合的影响 72

5.4 液滴沿平行沟槽方向融合 75

5.4.1 液滴变形 75

5.4.2 桥状物尺寸变化规律 77

5.4.3 液滴中心距对于融合的影响 79

5.5 液滴融合模型分析 82

5.6 本章小结 85

参考文献 85

第6章 规则微沟槽表面液滴脱落*性 87

6.1 引言 87

6.2 试验方法 87

6.2.1 试验系统 87

6.2.2 试验表面 87

6.2.3 液滴静态和动态接触角度 88

6.2.4 试验流程 90

6.3 规则微沟槽表面液滴脱落行为 91

6.3.1 液滴脱落变形 91

6.3.2 液滴脱落的临界风速 94

6.3.3 液滴体积对脱落行为的影响 96

6.3.4 沟槽深度对脱落行为的影响 98

6.4 液滴脱落模型 101

6.4.1 沟槽表面液滴形状 101

6.4.2 沟槽表面液滴受力平衡模型与受力(含两种力) 103

6.4.3 沟槽表面液滴毛细力 103

6.4.4 沟槽表面液滴拖拽力 106

6.4.5 沟槽表面液滴脱落模型验证 108

6.5 本章小结 109

参考文献 109

第7章 基于*水轨道的液滴稳定导引 111

7.1 引言 111

7.2 试验方法 111

7.2.1 重力试验系统 111

7.2.2 风洞试验系统 114

7.2.3 两种试验系统的比较 116

7.3 基于*水玻璃轨道的液滴无脱轨导引 117

7.3.1 液滴的启动 117

7.3.2 液滴的脱轨 118

7.3.3 液滴运动规律 119

7.4 *水V型槽导引 122

7.4.1 *水V型槽润湿过程 122

7.4.2 水滴隐/显性导引 124

7.4.3 水滴显性导引 126

7.4.4 水滴隐性自运输 128

7.5 *水丝轨道导引 130

7.5.1 *疏水基底*方法 130

7.5.2 *水丝轨道导引规律 130

7.6 本章小结 132

参考文献 132

第8章 *疏水/疏水轨道表面液滴导引方法 134

8.1 引言 134

8.2 试验准备 134

8.3 基于疏水轨道的液滴无质量损失导引方法 137

8.3.1 无质量损失导引现象 137

8.3.2 无质量损失导引运动学规律 140

8.3.3 无质量损失导引力学分析 142

8.4 基于*疏水轨道的液滴快速导引方法 146

8.4.1 快速导引运动学规律 146

8.4.2 快速导引现象 147

8.4.3 轨道俯仰角的导引规律 147

8.4.4 轨道偏角的导引规律 149

8.5 快速导引力学分析 150

8.6 本章小结 153

参考文献 153

第9章 水膜轨道上水滴导引 155

9.1 引言 155

9.2 水膜轨道的制备方法 155

9.3 水膜轨道导引现象 156

9.3.1 水滴的启动 156

9.3.2 水滴的导引 157

9.3.3 导引的失效 157

9.4 水膜导引运动学规律 158

9.4.1 水膜轨道上水滴滚动角变化规律 158

9.4.2 *疏水表面水膜轨道水滴导引规律 158

9.4.3 *水表面水膜轨道水滴导引规律 163

9.4.4 水滴导引与基底材料关系 163

9.5 水膜导引力学分析 165

9.5.1 *疏水表面水膜轨道导引力学分析 165

9.5.2 *水表面水膜轨道导引力学分析 168

9.6 选择性导引 170

9.7 本章小结 171

参考文献 171

第10章 *水光滑壁面上水滴撞击结冰行为 173

10.1 引言 173

10.2 试验方法 173

10.2.1 试验装置 173

10.2.2 试验流程 174

10.3 韦伯数对水滴撞击结冰行为的影响 175

10.3.1 水滴撞击结冰过程 175

10.3.2 铺展系数规律 178

10.3.3 振荡和结冰时间规律 179

10.4 壁面温度对水滴撞击结冰行为的影响 180

10.4.1 水滴撞击结冰过程 180

10.4.2 *大铺展系数规律 180

10.4.3 振荡和结冰时间规律 181

10.5 材料热导率对水滴撞击结冰行为的影响 182

10.5.1 水滴撞击结冰过程 182

10.5.2 *大铺展系数规律 182

10.5.3 振荡和结冰时间规律 183

10.6 水滴撞击光滑壁面结冰行为 184

10.6.1 铺展过程 184

10.6.2 结冰时间 186

10.7 本章小结 190

参考文献 190

第11章 *水微沟槽壁面上水滴撞击结冰行为 192

11.1 引言 192

11.2 制备方法 192

11.3 水滴撞击微米级沟槽硅板的结冰行为 193

11.3.1 矩形硅板上水滴撞击结冰过程 193

11.3.2 *大铺展直径和结冰时间 194

11.4 水滴撞击*微米级沟槽铜板的结冰行为 196

11.4.1 矩形铜板上水滴撞击结冰过程 196

11.4.2 立柱型铜板上水滴撞击结冰过程 199

11.5 水滴撞击微沟槽壁面结冰行为分析 201

11.5.1 微沟槽结构对水滴运动行为的影响 201

11.5.2 *大铺展系数理论预测 203

11.5.3 结冰时间理论公式的修正 203

11.6 本章小结 205

参考文献 205

第12章 疏水性壁面上水滴撞击结冰行为 206

12.1 引言 206

12.2 制备方法 206

12.2.1 壁面润湿性表征 206

12.2.2 疏水性壁面制备方法 206

12.3 水滴撞击疏水性壁面的结冰行为 208

12.3.1 疏水性壁面水滴撞击结冰过程 208

12.3.2 *大铺展系数和结冰时间 209

12.3.3 低温疏水性壁面水滴弹跳规律 210

12.3.4 疏水性壁面水滴撞击结冰理论 210

12.4 水滴撞击*疏水表面的结冰行为 212

12.4.1 常温*疏水表面水滴撞击过程 212

12.4.2 低温*疏水表面水滴撞击结冰过程与破碎行为 213

12.5 水滴撞击*/疏水相间结构壁面的结冰行为 217

12.5.1 水滴结冰“引导”现象 217

12.5.2 水滴结冰“切割”现象 219

12.5.3 水滴结冰“汇聚”现象 221

12.6 本章小结 224

参考文献 224

附录 226

后记 229

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