聚焦流微通道內(nèi)液液兩相流及液滴夾斷的研究.pdf

1、微流體內(nèi)液液多相流行為的研究具有重要意義。本文在材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷(PDMS),結(jié)構(gòu)為十字交叉型微通道芯片上研究了正辛醇和去離子水形成液滴的過(guò)程,描述了過(guò)程當(dāng)中液滴頭部和頸部長(zhǎng)度的變化,探討了影響液滴生成過(guò)程以及流型、形成液滴尺寸的因素。得出如下結(jié)論:材質(zhì)PDMS比聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)更容易使兩相流斷裂,形成滴狀流和射流;表面活性劑的加入可以改變生成液滴的類型——從W/O型轉(zhuǎn)變?yōu)镺/W型;十六烷與水更容易生成尺寸更大的滴狀流,

2、更適合用來(lái)研究?jī)上嗔餍袨?當(dāng)分散相用乙醇替代時(shí),出現(xiàn)了與水做分散相不一致的結(jié)果,論文中對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單的對(duì)比分析。
　　乳液的斷裂對(duì)于乳液聚合反應(yīng)等方面具有重大意義,這種情形在實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件下難以實(shí)現(xiàn),本論文通過(guò)一種近似實(shí)驗(yàn)——彈狀流的破裂對(duì)其進(jìn)行研究。在此系統(tǒng)中,在第一個(gè)十字交叉口處生成的彈狀流流經(jīng)注入夾斷連續(xù)相的第二個(gè)交叉口,在水動(dòng)力學(xué)流體聚焦作用下,一個(gè)彈狀流可以被分裂為兩個(gè)或兩個(gè)以上的子液滴。斷裂行為表明:大尺寸和短生成周期的

3、彈狀流可以得到更多的子液滴;高的夾斷連續(xù)相流率(Q3)也有助于產(chǎn)生更多小尺寸的子液滴。在生成連續(xù)相和夾斷連續(xù)相中添加表面活性劑都對(duì)彈狀流的斷裂產(chǎn)生積極作用,可以獲得數(shù)目更多的子液滴。這些結(jié)果表明,在這種微裝置中,兩相流體的流變特性對(duì)彈狀流的斷裂有著顯著的影響。
　　論文應(yīng)用生成液滴得到的尺寸與流率的關(guān)系式來(lái)擬合斷裂過(guò)程中得到子液滴的尺寸與流率的關(guān)系,結(jié)果非常相近,說(shuō)明液滴的斷裂過(guò)程與生成過(guò)程是有相似之處的。但是液滴的斷裂過(guò)程是與生