了解壁面上固着油滴的脱附动力学行为对高含水油田中残余油提采具有重要意义。现有研究表明，调控驱替流体以增加主流的剪切作用及增大接触角以减弱壁面粘附力均能促进油滴的脱附。但原油与壁面间存在复杂的物理化学作用，这是油藏的一个重要特征，且不能仅依靠接触角的测量进行宏观表征，壁面粘附力的变化会导致对原油液滴脱附过程的理解出现偏差。考虑到原油与壁面之间复杂的物理化学相互作用，本文使用扩展的DLVO (EDLVO) 理论建立油-壁相互作用力体系，并与计算流体力学方法耦合，进一步研究了不同油-壁相互作用力下微通道内固着油滴的脱附动力学行为。结果表明：随着毛细数的增加，液滴逐渐出现四种典型的动力学行为：静止、滑动、脱离和夹断。在油-壁相互作用力的影响下，液滴更容易发生滑动行为。但对于将发生脱离和夹断的液滴，油-壁相互作用力会抑制这种夹带行为。
图1 油-壁相互作用力作用下的液滴脱附动力学行为相图
图2 受不同大小油-壁相互作用力的液滴动力学行为转变
团队介绍
和龙，男，1991年10月生，副教授，工学博士。从事微尺度多相流动力学理论及新型原油提高采收率技术开发工作。2020年博士毕业于西安交通大学，师从白博峰教授，2016-2017年，美国斯坦福大学联合培养博士。近年来，主持国家自然科学基金项目1项，入选2022年西安市科协青年人才托举计划，入选陕西科技大学高水平博士计划。在J. Colloid. Interf. Sci.、Phys fluids、Chem. Eng. Sci.、J. Fluid Mech.等期刊发表论文28篇（其中第一作者13篇，中科院一区9篇），单篇最高被引84次。国家自然科学基金工程热物理学科评审专家，2022、2023、2024年全国节能减排大赛评审专家，担任the 5th International Symposium on Thermal-Fluid Dynamics (ISTFD 2024)、工程热物理学会多相流分会等国内外会议分会主席，Phys fluids、Colloid Surface A、Measurement等国际期刊审稿人。
文章信息
Detachment dynamics of sessile droplets triggered by interaction forces between oil and wall in a microchannel
Long He (和龙) *, Fengyu Zhao (赵风羽), Xinglong Shang (尚兴隆), Rui Lou (娄瑞), Panpan Sun (孙盼盼), Bingye Song (宋秉烨), Hao Cui (崔昊), Yiwen Tao (陶亦文)
Physics of Fluids 36, 052107 (2024)
https://doi.org/10.1063/5.0205426
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期刊介绍
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