溫度及壁面剪切率對20μm圓管內(nèi)簡單液體流動特性的影響.pdf

1、本文介紹了高低壓實(shí)驗(yàn)臺及恒溫系統(tǒng).同時介紹了高壓下結(jié)合了粘壓修正及滑移條件的管流P~Q關(guān)系.本文進(jìn)行了低壓下20μm微管內(nèi)水及酒精在0~40℃的P~Q特性實(shí)驗(yàn)研究,來探索溫度對微流動P~Q特性的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與物理化學(xué)手冊給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,本組實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)在不確定度范圍內(nèi),沒有表現(xiàn)出溫度對微流動P~Q特性的影響.本文在低壓恒溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展了微管粘度計.應(yīng)用絕對測量法,粘度計的不確定度±2.4﹪;應(yīng)用相對測量法,粘度計的不

2、確定度±1.8﹪.溫度調(diào)節(jié)范圍0~40℃.微管粘度計結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:實(shí)驗(yàn)段采用微管、制冷/加熱方式采用熱電效應(yīng)、流量測量采用光電法.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來的性能特點(diǎn)為:所需液體為微升級(比現(xiàn)有商用超微量粘度計所需液體低一個量級以下),同時為毛細(xì)管粘度計的微型化提供了可能.本文同時還介紹了0~40MPa壓力下,在石英微管及鍍過OTS疏水膜后的20μm石英微管內(nèi),去離子水和異丙醇兩種液體的P~Q特性,實(shí)驗(yàn)液體選用了去離子水及純度大于99.7﹪的異丙醇.圓

3、管壁面剪切率達(dá)到8×10<'5>s<'-1>(比現(xiàn)有文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)壁面剪切率高一個數(shù)量級),實(shí)驗(yàn)雷諾數(shù)小于65.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在高壓,高剪切率作用下,微管壁面處發(fā)生滑移:親水壁面處去離子水滑移長度幾乎與剪切率的0.78次方成正比,達(dá)到270nm;異丙醇的滑移長度幾乎與剪切率的0.67次方成正比,達(dá)到200nm.在同樣剪切率下異丙醇的滑移長度大于去離子水.在疏水壁面處去離子水和異丙醇的無量綱阻力系數(shù)隨著壓力的提高而下降,液體在微管壁面處發(fā)生了滑