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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Ю. Вараксин

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

Author for correspondence.
Email: varaksin_a@mail.ru
Russian Federation, Москва; Москва

Н. В. Васильев

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

Email: varaksin_a@mail.ru
Russian Federation, Москва; Москва

С. Н. Вавилов

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: varaksin_a@mail.ru
Russian Federation, Москва

Н. С. Зуб

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: varaksin_a@mail.ru
Russian Federation, Москва

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of the experimental setup: 1 – model, 2 – cooling circuit of the working area, 3 – drip generator, 4 – high–speed video cameras, 5 - backlight lights.

Download (122KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Illustration of the process of sequential collision of two droplets with the surface of a model with a hemispherical end (dd = 3.0 mm, Vd = 1.3 m/s, We = 70, Re = 4300, Td = 25 °C, TW = 27 °C): (a) – t1 = 0, (b) – 1 ms, (c) – 3.5, (d) – 7, (e) – 31.5, (e) – t2 = 0, (w) – 2, (h) – 3, (i) – 9.5, (k) – 67.5.

Download (181KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Illustration of the process of sequential collision of two droplets with the surface of a model with a hemispherical end (dd = 3.0 mm, Vd = 1.3 m/s, We = 68, Re = 2600, Td = 7 °C, TW = -0.7 °C): (a) – t1 = 0, (b) – 1 ms, (c) – 4, (d) – 6.5, (e) – 10.5, (e) – t2 = 0, (w) - 1, (h) – 3, (i) – 4.5, (k) – 32.5.

Download (135KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences