改性液滴撞击荷叶表面沉积特性对比

利用高速摄像机拍摄去离子水液滴、3种相对分子质量的聚氧化乙烯(polyethylene oxide,PEO)液滴、表面活性剂硫酸钠琥珀酸二辛酯[bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate,AOT]液滴和两种助剂组合液滴撞击荷叶表面,对比分析不同特性液滴在叶面上的沉积特性。实验结果表明:PEO助剂能够明显抑制液滴反弹和增加液滴在叶面停留时间,阻止向外发射卫星液滴,高相对分子质量PEO(5×10^(5)、2×10^(6))抑制效果更加明显,但会降低液滴在叶面上的铺展面积;低质量分数(0.005%、0.02%)的AOT助剂能够增加液滴在叶面上的铺展面积,减小液滴弹起高度,润湿局部撞击区域,但是在撞击速度较高(v>1.66m/s)时,液滴会在收缩时破碎多个卫星液滴而弹离叶面;增加AOT质量分数为0.1%时,液滴能够在铺展阶段润湿叶面,并在短时间内扩散到更大面积;采用PEO和AOT两种助剂的混合液滴结合了聚合物和表面活性剂的优点,能够在局部润湿区域形成牵扯液滴的液丝,增强了液滴在叶面上的有效沉积;通过对实验数据整理分析,发现液滴在降低雷诺数(Re)的同时,提高韦伯数(We)更容易在叶面沉积。