[实用新型]一种微重力环境下的大尺寸液滴的形成与保持装置

说明书

本实用新型实施例公开了一种微重力环境下的大尺寸液滴的形成与保持装置，装置包括表面形成有附着面的液滴附着机构，用于提供实验液至所述附着面的液体提供机构，以及连通所述液滴附着机构与所述液体提供机构的液体管路；其中，所述附着面为自所述液滴附着机构的至少部分表面向内凹陷形成的凹槽，所述液滴附着机构中贯通形成有连通至所述凹槽的流体通路，所述液体提供机构的出液口与所述流体通路连通。本实用新型通过形成有流体通路的液滴附着机构的设计，在此基础上配合通过液体管路配合连通液体提供机构，使其能够在空间飞行器内形成大尺寸液滴并有效保持形态，进而为此类实验提供有效的技术支持。

技术领域

本实用新型实施例涉及空间注液实验技术领域，具体涉及一种微重力环境下的大尺寸液滴的形成与保持装置。

背景技术

液体在微重力环境下的接触动力学行为是空间微重力流体物理研究中的一个重要方向，在空间环境中，重力效应消失，流体静压力和沉积现象也不复存在，使得液体管理极为困难。此时在地面环境中被重力效应掩盖的毛细效应将作为主导因素，直接影响着液体在空间的铺展、爬升等行为，使得液体在空间容易从壁面脱离漂浮，或者在表面张力牵引下沿接触面迁移到其他位置，不能像地面条件下保持在重力梯度方向，造成诸多空间流体管理的典型问题，这为空间注液和液体保持带来挑战。

液滴作为一种典型的研究模型，尺寸虽小，现象丰富，涉及气-液- 固三相间的铺展、传热、流动、扩散等多种物理过程。目前的国内外空间研究规划中，很多科学家将之作为研究对象，拟开展液滴接触动力学、液滴蒸发相变传热和界面流动耦合等研究，在这些研究中，首要的前提是在预定位置注出预定体积量的液滴并保持位置。另外，利用无浮力对流的微重力环境，若采用较大的液滴，从观测手段上有利于更精细和准确地进行观测界面形貌与表面张力驱动运动的耦合实验，但较大的液滴的惯性较大，在注入成滴过程中更容易脱离附滴面。此外，空间实验绝大部分为无人，对于实验装置注液控制的精度、注液参数的可修改性提出了更高的要求。最后，重量和功率限定、火箭发射时的强振动、空间散热条件差等对于空间实验装置的小型化、抗力学、热适应性等提出更高的可靠性要求。

基于此，现有技术中没有专门为空间微重力环境设计的空间大尺寸液滴形成与保持技术，从而导致此类设备存在技术上的空缺。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种微重力环境下的大尺寸液滴的形成与保持装置及方法，通过形成有流体通路的液滴附着机构的设计，在此基础上配合通过液体管路配合连通液体提供机构，使其能够在空间飞行器内形成大尺寸液滴并有效保持形态，进而为此类实验提供有效的技术支持。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型实施例的一个方面，提供了一种微重力环境下的大尺寸液滴的形成与保持装置，包括表面形成有附着面的液滴附着机构，用于提供实验液至所述附着面的液体提供机构，以及连通所述液滴附着机构与所述液体提供机构的液体管路；其中，

所述附着面为自所述液滴附着机构的至少部分表面向内凹陷形成的凹槽，所述液滴附着机构中贯通形成有连通至所述凹槽的流体通路，所述液体提供机构的出液口与所述流体通路连通。

作为本实用新型的一种优选方案，所述液滴附着机构包括自下而上顺次设置的底座和实验台，且所述附着面形成于所述实验台上；

所述底座与所述实验台内部贯通配合形成有所述流体通路，且所述流体通路其中一端的开口连通所述附着面，另一端的开口连通位于所述底座上，且位于所述底座上的开口向外延伸形成有管路接头，所述管路接头用于安装所述液体管路的一端。

作为本实用新型的一种优选方案，所述附着面包括自内而外同轴设置的圆形凸台和所述凹槽，且所述凹槽形成为圆环形，所述流体通路其中一端的开口设置于所述圆形凸台的上表面的中心；

所述凹槽的侧面与所述凹槽的底面形成为直角或形成为锐角；