微通道內(nèi)復(fù)乳液流變及取向性研究.pdf

1、目前，大多數(shù)關(guān)于探索軟顆粒的流變學(xué)的研究僅局限于沒有內(nèi)部子液滴的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)或最多有一個(gè)子液滴的核-殼結(jié)構(gòu)。這些簡(jiǎn)化的模型在全面展示復(fù)雜乳液的特性方面有一定局限，而具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)乳液制作技術(shù)已經(jīng)有一定規(guī)模，但在制備基礎(chǔ)上對(duì)復(fù)乳液的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究還有很多困難，因此從數(shù)值模擬角度對(duì)復(fù)乳的研究勢(shì)在必行。在本文中，我們采用波譜邊界元素法通過數(shù)值模擬來研究復(fù)乳在不同微管道中的運(yùn)動(dòng)，分析液滴動(dòng)力學(xué)特征和規(guī)律，并進(jìn)一步研究復(fù)乳液的流變。
　　

2、乳液液滴內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性可導(dǎo)致液滴本身的不對(duì)稱性，如簡(jiǎn)單液滴以及同心核殼式乳液液滴具有完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，而大部分復(fù)乳液由于其非對(duì)稱內(nèi)部結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)非對(duì)稱性。當(dāng)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的乳液液滴通過收縮管微通道時(shí)，穿行方式只有一種；而當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的乳液液滴通過收縮管微通道時(shí)，穿行方式因其取向的不同有許多種。研究發(fā)現(xiàn)，穿行方式的不同會(huì)造成了收縮管進(jìn)出口的壓差差異，這種差異反映了不同取向液滴通過收縮管的難易程度。本文采用新開發(fā)的波譜邊界元素法，從液滴不

3、同取向的角度出發(fā)，數(shù)值模擬了一系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)的液滴通過收縮管微通道的過程，觀察并總結(jié)了具體的流變學(xué)規(guī)律。該模型為軸對(duì)稱模型，流體被固定流量下軸對(duì)稱的Poiseuille流驅(qū)動(dòng)。結(jié)果表明，當(dāng)較大體積的子液滴優(yōu)先進(jìn)入收縮管時(shí)，液滴運(yùn)動(dòng)過程的最大壓差要小于較小子液滴優(yōu)先進(jìn)入收縮管的情況。因此，取向性問題存在于復(fù)乳液流變學(xué)研究中，可通過一定的外界刺激設(shè)計(jì)最佳取向，以控制液滴的穿行。取向性現(xiàn)象的相關(guān)解釋以及取向性的其它影響因素也在文中做了具體討論。