共查询到13条相似文献，搜索用时 562 毫秒
1.
未来聚变堆中,液态金属作为最有前景的面向等离子体部件之一,会同时受到超强磁场和高温等离子体的作用,离开原位置而进入堆芯等离子体中.本文列出3种具有代表性的不稳定现象并进行综合分析:1)由等离子体轰击液态金属引起的溅射现象,2)液态金属在磁场和电场共同作用下直接进入等离子体的飞溅现象和3)已经进入等离子体内部的金属液滴再次落下与液膜发生碰撞的现象.前人已经对溅射和液滴撞击液膜现象进行了深入研究.本文对前人的研究成果进行整合与分析,提出新的实验构想,探究磁场和电场作用下液态金属飞溅现象的形成机理.实验研究发现液态金属自由表面会逐渐长高,直至液态金属发生自由表面飞溅,飞溅的液滴能脱离液态金属"山峰"并落下,伴有二次液滴的形成. 相似文献
2.
为研究固体表面结构对液滴撞击液膜后演变行为的影响规律，采用CLSVOF方法模拟液滴撞击不同尺寸槽道上的表面液膜的流动过程，获得不同槽道高度和宽度时液滴撞击液膜后的演变行为，探索撞击速度、液膜黏度和表面张力对撞击后液膜铺展行为、水花飞溅高度和二次液滴形成的影响。结果表明，槽道结构对液滴撞击液膜后的动态行为具有显著影响，随着槽道高度的增加，冠状水花厚度越薄，越容易产生二次液滴；随着液膜黏度的增大，则抑制冠状水花形成与二次液滴的产生；液膜表面张力减小时，射流更加明显，二次液滴数更多，飞溅现象提前，冠状水花消失时间延后。 相似文献
3.
磁场中液态金属射流的流动行为研究对聚变装置强磁场环境下液态金属第一壁的实现极为重要。对处于横向水平磁场中的液态金属竖直射流进行三维的直接数值模拟，主要对小We数情形射流在不同磁场强度下的破碎行为进行研究。模拟发现，在磁流体动力学效应下，液态金属射流的稳定性得到明显的增强，其破碎长度随着磁场强度的增大而增长。同时，液态金属射流在磁场中破碎后形成的液滴随着磁场强度的增大而逐渐减小。磁场强度越大，洛伦兹力使射流界面扰动波的波长变得越长。对于较大We数情形，磁场对射流的界面扰动影响更为明显。射流界面处的膨胀波及正弦波扰动由三维变为明显的二维状态，射流的稳定性也因此明显增强。 相似文献
4.
液态金属作为聚变堆中的液态第一壁,在强环形磁场与等离子体电流的共同作用下,产生指向等离子体的电磁力,发生不可控的金属液滴飞溅现象,严重威胁聚变堆的安全性和稳定性。使用一种毛细槽道结构,它不仅可以增大液态金属与壁面的接触面积,使黏附力增大;而且它会大大削减润湿阻力和电磁力的作用,达到抑制飞溅的效果。液态金属表面的稳定性,可通过提高表面的润湿性以及表面结构的合理选择来改善。本实验分析毛细槽道结构抑制液态金属飞溅的原理和效果,并研究飞溅过程中表面结构对抑制效果的影响。 相似文献
5.
基于高速摄影系统,开展无磁场及水平磁场下液态金属三维自由射流实验,实现对无氧环境中最大We数为400、最大Ha数为30的液态镓铟锡（GaInSn）射流破碎形成液滴过程的观察。从射流形态、表面扰动和破碎长度3个方面分析射流破碎特性。无磁场时,射流呈现9种不同形态,表面扰动呈现膨胀波和正弦波两种形式,且随着We数的增大,扰动振幅先减小后增大,破碎长度先增大后减小。当施加水平磁场时,射流呈现4种典型形态,射流前缘在垂直磁场线方向呈扁平状,沿磁场线方向呈椭圆状,且随着Ha数的增大,射流破碎长度整体呈现增长趋势,但在部分工况下会出现减小的现象。 相似文献
6.
液态金属在磁场中运动的研究在理论和应用方面都具有重要的意义.本文建立了在均匀磁场中初始时刻静止的液态金属流体的物理模型, 并向其中通入水平方向的电流.采用数值方法研究当存在沿竖直方向的、沿水平方向且平行于电流方向和沿水平方向且垂直于电流方向的外加磁场三种情况下金属流体的三维运动特性.分析发现, 电磁场的耦合作用会使原本静止的液态金属失稳并开始运动, 还会从自由表面生发出大量的二次液块甚至细小的液滴.磁场的方向和强度、电流的方向和密度均会影响金属流体的运动形态. 相似文献
7.
利用设计的实验装置研究了颗粒和颗粒微团受静电力牵引撞击荷电液滴过程。研究发现：部分颗粒到达荷电液滴表面后出现撞击反弹现象，当撞击角小于85°时，接近50% 的颗粒发生反弹；颗粒微团由于结构松散在撞击荷电液滴后发生解体，大部分子颗粒被排斥反弹。部分体积较大的颗粒微团由于吸收过量空间电荷导致极性与荷电液滴一致，受库仑斥力作用在接触液滴表面以前发生逃逸。细颗粒物出现反弹、解体以及逃逸等二次飞散现象明显降低荷电液滴对细颗粒物的捕集效率。 相似文献
8.
《四川工程职业技术学院学报》2018,(1):25-29
为解决液滴喷射过程中液滴断裂不均匀现象,通过建立压电-流固耦合模型,采用改良的水平集法定义气体和液体的交界面,对喷腔内部流场进行求解,得到喷嘴出口流速随压电振动周期性高频波动的规律。以此为边界条件对层流气液两相流射流形态进行数值模拟,证明喷嘴流速的波动是致使均匀液滴形成的直接因素,与在连续喷墨打印机中进行的连续液滴喷射实验结果相符。同时,喷嘴流速波动与液体粘度的大小直接影响液滴形成及射流断裂。该研究结果可为喷射均匀液滴流提供理论基础,为液滴喷射技术的应用提供参考。 相似文献
9.
液滴撞击固体壁面现象常见于动力机械、喷雾冷却和薄膜材料沉积制备等工业生产中。将石墨烯和碳纳米管作为分散颗粒，应用超声波分散技术制备均匀性与稳定性良好的树脂基纳米流体。利用高速摄像技术，研究纳米流体液滴撞击固体壁面的动力学行为。基于有限元法，通过修正的幂律黏度模型耦合纳米流体的剪切变稀特性，采用水平集方法捕捉相界面的移动，建立纳米流体液滴撞击固体壁面的数值模型。模拟结果与实验结果较好一致，验证了数值模型的正确性与准确性。研究发现实验配制的纳米流体表现出非牛顿剪切变稀特性，纳米颗粒的加入抑制了液滴撞击固体壁面过程中的铺展和回缩行为。随着幂律指数m的减小，液滴撞击固体壁面后的铺展范围变大。随着表面张力的增大，液滴的无量纲直径在铺展阶段无明显变化，但在回缩阶段逐渐减小。 相似文献
10.
托克马克装置中面向等离子体部件在不同的位置存在很大的温差，导致面向等离子体部件表面液态金属产生自由对流。以此为背景，实验研究液态金属受横向磁场影响下竖直壁面上的自由对流换热规律。实验采用K型热电偶测量环境与壁面两侧的温度，利用多普勒超声波测速仪测量壁面上的液态金属速度，分析不同磁场强度和加热热流密度条件对竖直平板外表面的流动与换热影响规律。研究表明：竖直平板的局部换热系数与特征长度成反比，即距加热平板起始段越远换热越弱，同时增强加热功率使表面换热系数增加。在强磁场条件下，壁面边界层的流动与换热均普遍被抑制；但是在弱磁场下，增加磁场会强化平板表面的自由对流与换热，根据实验结果发现该转折点出现在磁相互作用数为1~4的范围。 相似文献
11.
聚变堆面向等离子体第一壁需要承受高强度的中子辐照和表面热负荷,普通材料难以满足要求,采用流动的液态金属作为面向等离子体第一壁是一种有效的解决途径。液态金属作为第一壁的关键前提是需要解决其在壁面均匀铺展的问题,以及需要研究在外加磁场条件下液态金属与壁面的换热特性,已有研究表明微槽道表面结构有助于液态金属的铺展。本文以液态金属镓铟锡合金为工质,通过实验研究在外加均匀磁场条件下,液态金属在微槽道中的流动与换热特性以及无磁场条件下液态金属在微槽道中的流动与换热特性,并对比两种不同工况下实验结果的差别,研究磁场对液态金属在微槽道中流动与换热的影响。 相似文献
12.
核聚变装置限制器有效地屏蔽来自器壁的杂质，排出来自中心等离子体的粒子流和热流。液态金属可以较好地完成这一任务。液态金属具有导热性强、液相温度范围大和易于补充等特性，是未来聚变反应堆面向等离子体部件的主要备选材料之一。限制器的不同位置存在较大的温差，在表面张力驱动下液态金属自由表面形成热毛细对流。该热毛细对流受到聚变堆强磁场的影响。通过建立导电流体自由表面热毛细对流实验系统获得可视化的实验结果，研究温差变化和强磁场参数对导电流体自由表面热毛细对流的影响规律，深入分析该过程对液态金属在未来聚变堆面向等离子体部件的成功应用具有重要意义。 相似文献
13.
通过理论推导得出电毛细运动的公式,并通过自行设计的实验装置研究金属液滴在重力作用下,在NaOH-淀粉混合液中的电毛细运动规律。在上述模拟体系中施加电场,拍摄金属液滴的运动轨迹并进行图像处理,获得液滴的瞬时运动规律。研究发现施加电场后液滴的水平速度分量经历迅速增加到极大值、缓慢减小到稳定值以及维持稳定速度3个阶段。研究结果表明混合液黏度在853~1 760 mPa·s,电场强度在90~135 V/m或液滴半径在0.91~1.31 mm时液滴运动速度满足电毛细运动公式,即电毛细运动速度与电场强度和液滴半径成正比,与混合液黏度成反比。 相似文献