Y型微通道中空泡動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、近年來，微流控技術(shù)發(fā)展迅速，氣液兩相流動(dòng)的應(yīng)用引起人們極大的關(guān)注?？张菁夹g(shù)在生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)工程和國防軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。因此探索空泡動(dòng)力學(xué)特性對于實(shí)現(xiàn)對空泡的有效利用和主動(dòng)控制具有重要的意義。本文主要針對微通道入口方式和微通道壁面潤濕性對空泡動(dòng)力學(xué)特性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于Y型匯流方式采用120° Y型微通道，氣液兩相入口對稱。借助高速攝像技術(shù)對Y型微通道分叉處空泡的產(chǎn)生過程進(jìn)行研究，重點(diǎn)

2、分析流速、氣液流速比以及通道尺寸對空泡動(dòng)力學(xué)特性的影響。研究結(jié)果表明:空泡產(chǎn)生方式主要包括擠壓、滴流和過渡，并且分別對應(yīng)三種流型為段塞流、液滴流和彈狀流?？张荽笮‰S著流速、氣液流速比以及通道寬度的增大而增大?？张萆芍芷陔S流速的增大及氣液流速比的減小而縮短。⑵采用非對稱Y型微通道進(jìn)行試驗(yàn)，微通道入口角度分別為30°、45°、60°和75°。分別以蒸餾水和含0.1％ SDS水溶液作為連續(xù)相，由Y型微通道水平分支口進(jìn)入;空氣作為分散相，由Y

3、型微通道另一分支口進(jìn)入，重點(diǎn)分析流速、氣液流速比以及表面張力對空泡動(dòng)力學(xué)特性的影響。研究結(jié)果表明:隨著微通道入口角度的改變主要出現(xiàn)五種流型:平行流、射流、段塞流、彈狀流和液滴流?？张荽笮‰S微通道入口角度的增大而減小。表面張力減小，有助于生成更小體積的空泡，且空泡生成周期縮短。⑶將激光加工和自組裝技術(shù)制備的疏水/超疏水表面通過膠粘法粘接在微通道中作為微通道壁面，然后借助高速攝像系統(tǒng)對空泡在具有不同潤濕性的壁面處的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行拍攝。研究流速