烧结Al-Mg多孔介质的动态润湿特性研究

作者:胡凡; 纪献兵*; 徐进良; 张喆; 孟宇航
来源:化工新型材料, 2023, 51(S1): 162-177.
DOI:10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2023.S1.030

摘要

多孔介质的动态润湿特性是一个极具价值和挑战的研究命题,其包含表面铺展和内部渗透两方面。为更好地了解多孔介质的动态润湿特性,通过烧结制备了不同比例铝镁混合多孔介质,在此多孔介质上进行了液滴动态润湿可视化实验,并通过量纲分析法研究了表面铺展特征及铺展中直径与时间的关系。结果表明:铝镁多孔介质无论是否经过腐蚀,介质上的液滴铺展直径和时间都遵从幂函数规律,但依据烧结所用铝粉粒径不同和镁粉比例不同,氢氧化钠腐蚀作用对铺展过程产生两种相反影响。同时发现,当We数和Oh数较小时,液滴在铝镁混合多孔介质上存在二次铺展。第一次铺展时间较长,铺展后期存在短时间停滞现象,然后开始第二次铺展。第二次铺展时间较短,铺展速度有所减小。铺展完毕后,液滴开始收缩,直径减小。通过量纲分析发现液滴达到最大无量纲铺展直径的条件是惯性力为零而非毛细力与表面张力平衡,因此由经典的Lucas-Washburn’s方程得到的最大无量纲铺展直径与无量纲时间的关联式与实验结果偏差较大。经分析得到了更为符合实验规律的关联式:D~Kt1/3。

全文