Y型微通道中空泡動力學特性研究.pdf

1、近年來，微流控技術發(fā)展迅速，氣液兩相流動的應用引起人們極大的關注。空泡技術在生物醫(yī)學、化學工程和國防軍事等領域發(fā)揮著巨大的作用。因此探索空泡動力學特性對于實現對空泡的有效利用和主動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力學特性的影響進行了系統(tǒng)性研究。
　　本研究主要內容包括：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。借助高速攝像技術對Y型微通道分叉處空泡的產生過程進行研究，重點

2、分析流速、氣液流速比以及通道尺寸對空泡動力學特性的影響。研究結果表明:空泡產生方式主要包括擠壓、滴流和過渡，并且分別對應三種流型為段塞流、液滴流和彈狀流。空泡大小隨著流速、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型微通道進行試驗，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入;空氣作為分散相，由Y

3、型微通道另一分支口進入，重點分析流速、氣液流速比以及表面張力對空泡動力學特性的影響。研究結果表明:隨著微通道入口角度的改變主要出現五種流型: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動過程進行拍攝。研究流速