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摘要
微重力环境下流体由于受到毛细力的主导作用,其流动特性相较于地面常重力环境有着本质上的不同.基于磁补偿原理,在地面上建立了具有高可调性的微重力模拟流动实验台,通过将实验数据与理论模型进行对比的方法验证了实验系统的准确性,并对不同等效重力水平下竖直毛细管内水基磁流体的动态流动行为进行研究.实验数据与两种采用不同动态接触角模型的理论模型解的平均相对偏差分别为7.1%和13.7%,验证了利用磁补偿方法开展微重力流动研究的可行性.进一步,定量研究了管径大小、等效重力水平以及接触角等因素对毛细管内动态流动特性的影响.在近似零重力的环境下,可将动态流动过程分成三个阶段:即液面高度h先后与t2,t,■成线性关系.管径对毛细爬升过程的影响复杂,其对流动的影响并不随着管径呈线性变化,在不同的流动阶段对流速的影响规律也不相同.等效重力加速度越大,水基磁流体在管内的毛细爬升能力越差,且越难观察到第一毛细爬升阶段的存在.相同条件下,流体的前进接触角越大,其毛细爬升速率越小.
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