滴状模式下液桥形成及断裂的电流体动力学特性研究 被引量：8

1

作者 霍元平 王军锋 +1 位作者 左子文 刘海龙 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期425-431,共7页

对电场作用下微通道荷电液滴脱落过程中液桥形成及断裂的显微演变特征进行了可视化实验研究.借助时空分辨率较高的高速摄像技术精确捕捉了电场作用下液桥形成及断裂的界面演化过程,研究了液桥的界面结构变化及其断裂的动力学显微演变行... 对电场作用下微通道荷电液滴脱落过程中液桥形成及断裂的显微演变特征进行了可视化实验研究.借助时空分辨率较高的高速摄像技术精确捕捉了电场作用下液桥形成及断裂的界面演化过程,研究了液桥的界面结构变化及其断裂的动力学显微演变行为,获得了时间特征数、电邦德数及半月面形成角对液桥长度及断裂顺序的作用规律.实验结果显示,液桥断裂长度取决于黏度与表面张力之比,而受荷电弛豫时间的影响甚微,低电压工况下各实验介质液桥相对长度的变化并不明显,而在较高电压工况下相对液桥长度的增长速度加快.随着电邦德数的不断增加,液桥长度的变化在较高邦德数下更为明显且存在突变区,此时伴随着雾化模式的转变,表明液桥的突变恰恰是雾化模式过渡的信号.不同物性介质的射流过渡行为由于液桥上下游形成角的变化而存在较大差异.对于无水乙醇介质,电邦德数的增加使滴状模式首先过渡到纺锤模式,而对于生物柴油,滴状模式后会首先出现脉动模式而非纺锤模式. 展开更多

关键词 荷电液滴 液桥 电流体动力学 高速数码摄像

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醇在油相中荷电雾化的实验研究 被引量：7

2

作者 王军锋 孙成仁 +1 位作者 霍元平 许荣斌 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1469-1474,共6页

电场作用下荷电多相反应系统在强化传质和相间作用方面具有显著的优势,有利于克服酯交换反应制备生物柴油过程中两相互溶性差的问题。本文基于显微高速摄像技术对油相中乙醇荷电破碎行为的演变过程进行了可视化研究,精确捕捉了不同毛细... 电场作用下荷电多相反应系统在强化传质和相间作用方面具有显著的优势,有利于克服酯交换反应制备生物柴油过程中两相互溶性差的问题。本文基于显微高速摄像技术对油相中乙醇荷电破碎行为的演变过程进行了可视化研究,精确捕捉了不同毛细管口场强下荷电乙醇液滴破碎的显微形貌特征,探讨了电场强度影响下破碎模式的演变规律。实验结果表明,随着毛细管口电场强度的增加,醇在油相中的荷电雾化依次经历了滴状模式、单滴破碎模式、枝权状破碎模式及膜状破碎模式,且生成液滴的尺寸逐渐减小。膜状破碎模式下,形成大量微小液滴,可快速实现油醇两相的混合,为酯交换反应过程提供一种有利的反应环境。 展开更多

关键词 液液两相系统 强电场 荷电破碎模式 显微高速摄像

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荷电液滴雾化演变过程的可视化研究 被引量：6

3

作者 霍元平 王军锋 +2 位作者 左子文 谢立宇 王贞涛 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1559-1562,共4页

基于显微高数数码摄像技术对毛细通道荷电液滴雾化模式的演变过程进行了可视化研究。以不同乳化状态的生物柴油、无水乙醇、去离子水为研究介质,采用带有显微变焦镜头的高速数码相机对荷电液滴雾化的显微形貌进行了微距拍摄,探讨介质电... 基于显微高数数码摄像技术对毛细通道荷电液滴雾化模式的演变过程进行了可视化研究。以不同乳化状态的生物柴油、无水乙醇、去离子水为研究介质,采用带有显微变焦镜头的高速数码相机对荷电液滴雾化的显微形貌进行了微距拍摄,探讨介质电导率、黏度及表面张力等对荷电液滴雾化模式演变的影响规律。实验结果表明:随着电导率的增加,维持滴状模式的荷电电压区间逐渐变窄,脉动模式的电压区间逐渐扩大,而锥射流模式的电压区间逐渐缩短。对于低表面张力的绝缘性液体,黏度的降低可获得亚微米级或纳米级的稳定多股射流喷射羽。而对于低黏度的绝缘性液体,表面张力的增加会导致荷电雾化的雾滴平均粒径偏大且不均匀。 展开更多

关键词 荷电液滴 电导率 雾化模式 显微高速数码摄像

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电邦德数影响下无水乙醇的荷电微射流不稳定性 被引量：4

4

作者 霍元平 王军锋 +1 位作者 左子文 刘海龙 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期15-21,共7页

基于高速摄像及小尺度PIV技术对无水乙醇荷电微射流雾化模式的演变及射流不稳定性进行了实验研究。精确捕捉了无水乙醇荷电微射流的显微演变过程,探讨了电邦德数影响下不同雾化模式的射流不稳定性演变特征及其对微射流雾化特性的影响规... 基于高速摄像及小尺度PIV技术对无水乙醇荷电微射流雾化模式的演变及射流不稳定性进行了实验研究。精确捕捉了无水乙醇荷电微射流的显微演变过程,探讨了电邦德数影响下不同雾化模式的射流不稳定性演变特征及其对微射流雾化特性的影响规律。实验结果表明:射流的非轴对称性径向扰动贯穿于整个射流雾化模式区间;随着电邦德数不断增大,射流偏离度呈先增大后减小的趋势,而其不确定性的脉动范围在锥射流模式下不断增大,过渡到多股射流模式后,脉动范围逐渐减小至零,而后再逐渐增大;锥射流模式下,射流核心区及速度方向均偏离轴心,射流速度较纺锤模式明显回落;多股射流模式下,射流核心区速度明显回升,但不同电邦德数下多股射流之间的速度分布差异较大;多数情况下,射流边界处的流线较为紊乱,缺乏对称性,但在电邦德数为13.30~13.60的极小区间内保持稳定的多股射流稳定雾化形态,射流核心区速度达到峰值。 展开更多

关键词 静电雾化 射流偏离度 不稳定性 高速摄像

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电场强化酯交换过程中醇油两相分散特性研究 被引量：3

5

作者 王东保 王军锋 +1 位作者 刘海龙 胡巍瀚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2641-2645,共5页

电场对相间传质和相分散具有强化作用。为了探究电场强化酯交换反应的作用机理,基于电场作用下碱催化醇油酯交换反应动力学的分析,采用显微高速摄像技术对NaOH作为催化剂的酯交换反应体系中液滴的荷电分散行为及演变过程进行了可视化研... 电场对相间传质和相分散具有强化作用。为了探究电场强化酯交换反应的作用机理,基于电场作用下碱催化醇油酯交换反应动力学的分析,采用显微高速摄像技术对NaOH作为催化剂的酯交换反应体系中液滴的荷电分散行为及演变过程进行了可视化研究,精确捕捉了不同电场强度下液滴在连续相中荷电破碎的显微形貌特性.结果表明随外加电场强度的增加,液滴在连续相中的荷电破碎速率加快,液滴尺寸显著下降,有利于酯交换反应的强化. 展开更多

关键词 醇油两相体系 酯交换反应 电场 荷电破碎 显微高速摄像

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双毛细管静电雾化模式试验 被引量：3

6

作者 王贞涛 朱忠辉 +2 位作者 夏磊 张永辉 李睿 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期284-289,共6页

采用带有显微变焦镜头的高速摄像技术对不锈钢双毛细管产生的静电雾化现象进行了可视化研究.以无水乙醇和去离子水为雾化介质,采用高速相机以104Hz的拍摄频率记录静电雾化图像,通过对大量图像的离线对比分析,获得了双毛细管静电雾化模式... 采用带有显微变焦镜头的高速摄像技术对不锈钢双毛细管产生的静电雾化现象进行了可视化研究.以无水乙醇和去离子水为雾化介质,采用高速相机以104Hz的拍摄频率记录静电雾化图像,通过对大量图像的离线对比分析,获得了双毛细管静电雾化模式,并与单毛细管静电雾化模式进行对比.试验结果表明:在无水乙醇静电雾化中观察到了滴状、斜滴状、纺锤、锥射流、鞭式射流与多股射流等多种雾化模式,而去离子水静电雾化中存在滴状、斜滴状、纺锤、锥射流以及振荡射流等雾化模式;双毛细管静电雾化中,除电压较低的滴状模式外,其余雾化模式中雾化射流中心线与毛细管轴线之间的呈现出不同的夹角,夹角与雾化模式和流量均有关;不同的雾化模式下,雾滴的粒径分布也有显著差别;在相同的试验范围内,无水乙醇和去离子水的表面张力不同,静电雾化模式不同,无水乙醇能够呈现出更多的雾化模式,雾滴粒径更为细小,射流与雾滴的界面更加光滑. 展开更多

关键词 静电雾化 雾化模式 雾滴 双毛细管 显微高速数码相机

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高压微孔圆柱液体射流破碎实验研究 被引量：2

7

作者 龚辰 陆金刚 +1 位作者 闫龙龙 杨敏官 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期505-508,共4页

借助高速摄影及显微技术对高压微孔圆柱射流破碎过程进行可视化实验研究。结果表明:高速显微摄影能够清晰捕捉射流的细微结构特征,高压微孔射流沿流向破碎是渐变过程,可分为四个阶段,分别是,表面波动产生与发展阶段、液滴开始剥离且射... 借助高速摄影及显微技术对高压微孔圆柱射流破碎过程进行可视化实验研究。结果表明:高速显微摄影能够清晰捕捉射流的细微结构特征,高压微孔射流沿流向破碎是渐变过程,可分为四个阶段,分别是,表面波动产生与发展阶段、液滴开始剥离且射流直径显著减小阶段、射流开始断裂阶段、独立液块形成阶段。实验结果表明,高雷诺数下湍流引入的流场脉动不遵循瑞利模式下表面波的线性增长和端部破碎的规律。 展开更多

关键词 高压微孔圆柱射流 显微高速摄影 破碎

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水介质中降落球形塑料颗粒与静止气泡的黏附行为 被引量：1

8

作者 陈露阳 孙志强 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1529-1535,共7页

为了揭示球形塑料颗粒在气泡表面的黏附行为及机理,采用高速摄影仪对自由降落的球形塑料颗粒与固定在水槽中静止气泡的黏附过程进行拍摄,利用图像处理方法提取颗粒黏附过程运动特性曲线及碰撞角与运动时间的关系,研究颗粒碰撞位置、颗... 为了揭示球形塑料颗粒在气泡表面的黏附行为及机理,采用高速摄影仪对自由降落的球形塑料颗粒与固定在水槽中静止气泡的黏附过程进行拍摄,利用图像处理方法提取颗粒黏附过程运动特性曲线及碰撞角与运动时间的关系,研究颗粒碰撞位置、颗粒和气泡直径对黏附行为的影响。实验结果表明:颗粒的黏附主要分为碰撞黏附和滑动黏附,气泡表面的滑动壁面假设与实验值的吻合度较高。此外,通过对实验数据的统计发现,随着碰撞角的增大,感应时间明显增长,但是颗粒陷入气泡表面的时间基本维持在10 ms,颗粒陷入气泡的深度受气泡和颗粒尺寸的共同影响,约占气泡与颗粒直径之和的2%。 展开更多

关键词 气泡-颗粒相互作用 黏附现象 高速显微摄像 气泡界面假设 感应时间

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异性荷电液滴非聚合特性的实验研究

9

作者 霍元平 王军锋 +2 位作者 左子文 范亚骏 王贞涛 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2651-2655,共5页

基于显微高数数码摄像技术对异性荷电液滴对撞行为的演变过程进行了实验研究。以不同离子浓度的盐酸水溶液为研究介质,精确捕捉了不同电压下异性荷电液滴的非聚合破碎形貌特征,探讨了介质电导率等对异性荷电液滴非聚合及破碎特性的影响... 基于显微高数数码摄像技术对异性荷电液滴对撞行为的演变过程进行了实验研究。以不同离子浓度的盐酸水溶液为研究介质,精确捕捉了不同电压下异性荷电液滴的非聚合破碎形貌特征,探讨了介质电导率等对异性荷电液滴非聚合及破碎特性的影响规律。实验结果表明:低电导率液滴在较高电压下的动力学行为表现为非接触反弹。随着电导率的增加,液滴对撞过程的动力学行为表现为非接触破碎,液滴尖端的离子浓度在发生空气放电前达到瑞利极限。液滴破碎行为的剧烈程度与液体电导率成正比,高电导率液体在较低的电压区间便观察到液滴的破碎行为,且液滴拉伸速率及破碎体积对电场强度的变化更加敏感。 展开更多

关键词 异性荷电液滴 离子迁移 库仑分裂 显微高速数码摄像

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光谱法测量微射流表面波波长的实验研究

10

作者 龚辰 杨敏官 +3 位作者 王育立 闫龙龙 王浩宇 黄波 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期494-500,共7页

自由圆湍射流的稳定性分析依赖于收集射流界面演变的定量信息:射流表面微细结构。运用高速摄影及显微技术设计实验,对微孔圆柱液体射流表面波进行捕捉。讨论了高速摄影参数对射流捕捉能力的影响。运用谱方法对射流图像作后处理研究,对... 自由圆湍射流的稳定性分析依赖于收集射流界面演变的定量信息:射流表面微细结构。运用高速摄影及显微技术设计实验,对微孔圆柱液体射流表面波进行捕捉。讨论了高速摄影参数对射流捕捉能力的影响。运用谱方法对射流图像作后处理研究,对比分析了谱方法及其算法参数对处理结果的影响。基于所捕捉射流图像选用Burg法对射流表面波长进行测量,并对Burg法准确度进行了验证。实测数据表明:射流表面同时包含多个尺度表面波,且局部雷诺数越大表面波尺度范围越大;射流平均表面波长与基于喷嘴出口边界层厚度的雷诺数成反比;当雷诺数小于48.62时,射流表面波长沿流向,在4倍喷嘴直径范围内单调增加,但当局部雷诺数大于48.62时,波长的单调线性变化将被打破,沿流向呈现非线性波动。 展开更多

关键词 微孔射流 表面波 高速显微摄影 谱分析

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快速原子力显微镜技术在细胞生物学中的应用新进展 被引量：4

11

作者 刘林 魏余辉 +4 位作者 刘文静 孙彤 王凯喆 汪颖 李宾 《南方医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期931-937,共7页

快速原子力显微镜在不损失高分辨率的情况下,其扫描速度与检测精度达到了完美结合,在细胞和分子水平上实现了对生物体系动态过程的实时表征。这种超高时间分辨率和空间分辨率的结合,以及与其它先进技术的联用,为细胞生物学等生命科学领... 快速原子力显微镜在不损失高分辨率的情况下,其扫描速度与检测精度达到了完美结合,在细胞和分子水平上实现了对生物体系动态过程的实时表征。这种超高时间分辨率和空间分辨率的结合,以及与其它先进技术的联用,为细胞生物学等生命科学领域的研究展现了诱人的前景。本文对快速原子力显微镜在细胞生物学领域的新进展进行了综述,包括环境因素对DNA构象的影响、DNA与蛋白质结合的过程、膜蛋白结构域的变化、肌球蛋白的运动、活细胞表面结构的变化等。 展开更多

关键词 快速原子力显微镜 细胞生物学 动态变化 DNA构象

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高速及高分辨率原子力显微镜用于研究Trichoderma reesei纤维素酶在结晶纤维素上的行为 被引量：2

12

作者 王芳芳 黄峰 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期130-134,共5页

介绍了原子力显微镜(AFM)和高速原子力显微镜(HP-AFM)在研究生物大分子动态过程中的优势和Trichoderma reesei纤维素降解酶系的情况。详细综述了高速原子力显微镜和高分辨率原子力显微镜(HR-AFM)应用于研究Trichoderma reesei产生的3种... 介绍了原子力显微镜(AFM)和高速原子力显微镜(HP-AFM)在研究生物大分子动态过程中的优势和Trichoderma reesei纤维素降解酶系的情况。详细综述了高速原子力显微镜和高分辨率原子力显微镜(HR-AFM)应用于研究Trichoderma reesei产生的3种主要纤维素酶Cel7A(TrCel7A),Cel6A(TrCel6A)和Cel7B(TrCel7B)在结晶纤维素上行为所获得的结果。可知,结晶纤维素载入催化结构域和糖苷键的水解是Cel7A运动所必须的;增加结晶纤维素的疏水面积、Cel6A和Cel7A的协同作用能提高结晶纤维素水解速率;Cel7B在起初引起结晶纤维素表面的水解之后引起润涨。可以预期HP-AFM将在阐明纤维素酶在结晶纤维素上的作用机制方面发挥巨大作用。 展开更多

关键词 高速原子力显微镜 纤维素酶 结晶纤维素

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