In this paper an experimental study is presented to investigate the dynamic behavior of impacting droplet onto a liquid film. The main parameters are the droplet velocity and the thickness of the liquid film. Photographic images are presented to show the formation of crown, central jet and disintegrating droplet from the central jet. The emphasis is on presenting the time evolution of crown diameter, crown height, central jet height and the size of disintegrating droplet from the central jet. The diameter and height of crown are higher for faster droplet and thinner liquid film. On the other hand, the height of central jet are higher for faster droplet and thicker liquid film. The size of disintegrating droplet from the central jet heavily depends on the droplet velocity; Larger droplet is produced with faster falling droplets.
The motion of a rising liquid droplet is different that of a bubble motion. Treatment of liquid drops is more complex because internal motion must be considered. A 3D unstructured CFD code has been developed to solve incompressible N-S equation for the droplet simulation. This front-tracking consideration which the interface is tracked explicitly is very available to apply for not only exact interface topology but also the high schmidt number issue, such as $CO_2$ dissolution. This paper is forced on the zig-zag motion of the liquid droplet. The simulation shows that if the rising droplet is located at the corner of the zig-zag path, the velocity is low and shape of the droplet is more spherical shape, results in the less drag coefficient. Twin horse shoe vortexes behind the rising droplet are presented and the topology of the droplet is compared with an experimental result during one period of the path.
An experimental study on the behavior of droplets impinging on a solid flat surface was carried out in the present study. Breakup of a liquid droplet impinging on a solid surface has been investigated experimentally for various liquids with different properties. The liquid droplet temperature and incident angle were chosen as major parameters. Liquid droplet temperature and incident angle varied in the range from $-20{\circ}C\;to\;30{\circ}C\;and\;from\;30{\circ}\;to\;60{\circ},$ respectively. It was found that the variation of droplet temperature influences upon the mean diameter and uniformity of droplets which were bounced out from the solid surface. With increase of incident angle the dispersion mass fraction increases, causing the decrease of liquid film flow rate. As the liquid temperature increases, dispersion mass fraction increases since the surface tension decreases.
The two-dimensional, unsteady, laminar conservation equations for mass, momentum, energy and species transport in the gas phase and mass, momentum and energy in the liquid phase are solved simultaneously in spherical coordinates in order to study heating and vaporization of a droplet entrained in the oscillating flow. The numerical solution gives the velocity and temperature distribution in both gas and liquid phase as a function of time. When the gas flow oscillates around an vaporizing droplet, the liquid flow circulates in the clockwise or counterclockwise direction and the temperature distribution in the liquid phase changes its shapes, depending on the gas fow direction. When the gas flow changes its direction of circulating liquid flow is opposite to the gas flow, forming two vortex circulating in the opposite direction. During the heating period, the difference in the maximum and minimum temperature is large, followed by the almost uniform temperature slightly below the boiling temperature. The mass and heat transfer from the droplet depend on the droplet temperature, droplet diameter and the magnitude of relative velocity, giving the droplet lifetime different from the d$^{2}$-law.
Liquid-liquid phase separation (LLPS) of biomolecules, a newly-found phase behavior of molecules in the liquid phase, has shown to its relationship to various biological function and misfolding diseases. Extensive studies have increasingly revealed a general mechanism of LLPS and characterized the liquid droplet; ho wever, intermolecular interactions of proteins and structural states of LLPS-inducing proteins inside of the droplet remain largely unknown. Solution NMR spectroscopy has emerged as a powerful approach as it provides invaluable information on protein intermolecular interactions and structures at the atomic and residue level. We herein comprehensively address useful techniques of solution NMR including the effect of paramagnetic relaxation enhancement for the study on the LLPS and droplet based on recent studies.
In this paper an experimental study is presented of the problem of dynamic behavior of a water droplet impinging upon a heated surface. The experiments are mainly focused on the effects of impinging angle of a droplet and surface temperature on the impact dynamics of the droplet. It Is clarified that the droplet exhibits much different behavior depending on the normal momentum of an impinging droplet before impact. At surface temperature In the nucleate boiling regime. the disintegration of a droplet doesn't occur, whereas the deforming droplet adheres to the surface. The spreading and contraction of the liquid film is repeated a couple of times for the horizontal surface but the expanded droplet just slips without noticeable contraction for the inclined surfaces. In the film boiling regime, the impinging droplet spreads over the surface as a liquid film which is separated from the surface by produced vapor. Depending on the magnitude of the normal momentum of the droplet the disintegration into the several irregular shapes of liquid elements occurs for the horizontal and 30o-inclined surfaces, whereas the impinging droplet for the 60o-inclined surface doesn't break up and tends to recover the original spherical shape.
Droplet evaporation can be used to transfer large amounts of energy since heat is transferred across a thin liquid film. Spreading the drop over a larger area can enhance this heat transfer. One method of accomplishing this is to dissolve gas into the liquid. When the drop strikes the surface, a gas bubble nucleates and can grow and merge within the liquid, resulting in an increase in the droplet diameter. In this study, time and space resolved heat transfer characteristics for a single droplet striking a heated surface were experimentally investigated. The local wall heat flux and temperature measurements were provided by a novel experimental technique in which 96 individually controlled heaters were used to map the heat transfer coefficient contour on the surface. A high-speed digital video camera was used to simultaneously record images of the drop from below. The measurements to date indicate that significantly smaller droplet evaporation times can be achieved. The splat diameter was observed to increase with time just after the initial transient dies out due to the growth of the bubble, in contrast to a monotonically decreasing splat diameter for the case of no bubbles. Bursting of the bubble corresponded to a sudden decrease in droplet heat transfer.
폴리머 분산 액정의 전기광학 스위칭 특성에 대한 액정 방울 크기의 효과를 실험적으로 연구하였다. 액정 방울의 크기는 상 분리를 위해 조사하는 레이저 광원의 세기와 LC/oligomer의 혼합 비율에 따라 변화되었다. 전기 광학적 스위칭 전압은 LC/oligomer의 혼합비율과 액정의 방울 크기에 크게 의존하였다. 실험 결과를 보면 상 분리용 조사 레이저광의 세기가 클 때 액정방울의 크기는 작아졌고 포화투과도 전압은 상승했지만 rise time은 짧아 졌다.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제9권1호
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pp.57-65
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2016
By high speed Liquid Droplet Impingement (LDI) on material, fluid systems are seriously damaged, therefore, it is important for the solution of the erosion problem of fluid systems to consider the effect of material in LDI. In this study, by using an in-house fluid/material two-way coupled method which considers reflection and transmission of pressure, stress and velocity on the fluid/material interface, high-speed LDI on wet/dry material surface is simulated. As a result, in the case of LDI on wet surface, maximum equivalent stress are less than those of dry surface due to damping effect of liquid film. Empirical formula of the damping effect function is formulated with the fluid factors of LDI, which are impingement velocity, droplet diameter and thickness of liquid film on material surface.
한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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pp.19-20
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2003
Brownian-dynamics simulation on highly charged colloidal suspensions is performed by employing Tokuyama effective force recently proposed. The radial distribution function suggests that there exist three novel phases, a gas phase, a liquid droplet phase, and a face-centered cubic (FCC) crystal droplet phase, depending on the minimum values of that potential. The dynamics of droplet growth is also investigated both in liquid droplet phase and in crystal droplet phase. Thus, different types of characteristic growth stages are found.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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