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程,描述了過程當(dāng)中液滴頭部和頸部長度的變化,探討了影響液滴生成過程以及流型、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、更適合用來研究兩相流行為;當(dāng)分散相用乙醇替代時,出現(xiàn)了與水做分散相不一致的結(jié)果,論文中對此進(jìn)行了簡單的對比分析。
　　乳液的斷裂對于乳液聚合反應(yīng)等方面具有重大意義,這種情形在實際實驗條件下難以實現(xiàn),本論文通過一種近似實驗——彈狀流的破裂對其進(jìn)行研究。在此系統(tǒng)中,在第一個十字交叉口處生成的彈狀流流經(jīng)注入夾斷連續(xù)相的第二個交叉口,在水動力學(xué)流體聚焦作用下,一個彈狀流可以被分裂為兩個或兩個以上的子液滴。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)系式來擬合斷裂過程中得到子液滴的尺寸與流率的關(guān)系,結(jié)果非常相近,說明液滴的斷裂過程與生成過程是有相似之處的。但是液滴的斷裂過程是與生