低雷諾數液-液兩相流體的流動與混合.pdf

1、微流控技術是一門在化工、生物工程、微機械和納米材料等基礎上發(fā)展起來的交叉學科，可廣泛應用在層流微加工、納米材料合成、萃取分離等方面?？刂贫嘞辔⒘黧w的流動與混合是實現這些功能的前提和關鍵。本文通過數值模擬和實驗系統(tǒng)的研究了微通道中雷諾數小于0.1時，互溶與不互溶液-液兩相流體的流動狀態(tài)。
　　首先，本文通過數值模擬研究了微通道結構對互溶兩相流體流動狀態(tài)的影響。根據兩相混合機制隨流動狀態(tài)的變化，設計出高效的微混合器。通過在微通道中引入

2、不同尺寸、形狀及對稱性的混合單元，增強對流并引入局部渦流，在較短的時間和有限的空間條件下實現了極低雷諾數條件下混合強度的較大提高。流體經過兩個互相串聯的混合單元混合后，出口處的混合強度達到87％。
　　其次，本文建立了不同驅動壓力下油水兩相界面演變的模型。通過數值模擬和理論分析，發(fā)現界面的形成、演變和運動都是入口驅動壓力、通道內摩擦壓降與液-液及液-固界面張力共同作用的結果；系統(tǒng)研究了不互溶液-液兩相流型隨流動條件的變化，根據模擬