纳米流体液滴撞壁动态测量及机理研究
“优秀设计”优胜奖资助企业: 中国航发商用航空发动机有限公司
企业导师: 李松阳
指导教师: 李玉阳
项目成员: 来懿清,陈冰开,张祎
项目概述
纳米流体液滴撞壁动态测量及其机理研究可以为先进空天动力技术领域中极端条件下的点火与稳定燃烧等问题提供新的思路,在未来具有广阔的应用前景。项目以研究纳米流体液滴撞壁的动态过程与微观机理为目的,使用自行研发的液滴按需发生装置产生高速、微米级的纳米流体液滴,同时通过实验确定稳定纳米流体制备流程各环节中的最佳参数,并基于背光法设计搭建纳米流体稳定性表征平台,最后结合背光拍摄与干涉法气膜测量系统,观测纳米流体液滴撞壁的动力学行为并采集分析其特征参数,总结纳米流体液滴撞壁的规律,揭示其流变特性对液滴撞壁行为的影响机理。
项目目标
项目目标为设计一套可行的实验装置、实验及分析方法,能够进行稳定性高、分散性好的纳米流体的制备与表征,并设计一个稳定的液滴尺寸、速度等参数宽范围可调的单液滴发生器,对常规纯流体和制备所得的纳米流体等不同液体进行实验测试,同时配合背光拍摄法和干涉成像法进行纳米流体液滴撞壁的动态测量研究,获得纳米流体液滴撞壁过程的特征参数并与常规纯流体液滴撞壁实验进行对比,以此分析纳米流体液滴撞壁过程中的机理。
项目成果
项目已经完成了一套微米级、高速纳米流体液滴按需发生装置的设计与搭建,可以产生规则、均匀的高速液滴束,并实现单个液滴的分离;确定并采用了一种成熟的纳米流体制备流程,完成了一套基于背光法纳米流体分散与稳定性表征的系统,并申请了一项发明专利;完成了背光法与干涉法测气膜的实验台架搭建与干涉法标定,利用算法实现了液滴撞壁宏观动态参数与微观气膜轮廓曲线的测量,最终进行了纳米流体液滴撞壁机理的研究与分析。