振动激励下十字型流动聚焦中流型演变及液滴成形研究

发布时间：2024-07-11 06:14

　　流动聚焦结构下制备的单一微液滴或复合型微液滴、气泡、颗粒及胶囊,在医药、材料、化学、食品科学与生物科学等领域具有重要的应用背景。流动聚焦为一种典型的毛细流动现象,其原理之一为从毛细管流出的流体经过小孔形成稳定的锥射流结构,射流会在下游由于界面的不稳定而破碎形成单分散性微液滴;其原理之二为微通道内入流的流体被另外一微通道入流流体挤压断裂或界面失稳而破碎成液滴。研究者对入流相毛细管施加振动激励不仅能保证液滴物性,同时也能改善无附加场的不足,如:液滴的大小、成形频率以及复合液滴的几何结构都难以被精确控制,但前人施加振动激励的方法不能保证分散相在成形的过程中充分混合,基于此,对微通道内部施加全域振动激励来开展研究也有着其实际应用价值。(1)本文通过实验验证了无振动激励和有振动激励工况数学模型数值计算的有效性。基于此,利用数值模拟统计了无振动激励下两相不同流速比、黏度比下的分散相流型,从统计的工况中选择了不同工况下典型的七种流型:滴流、射流、脉动流、柱塞流、卫星滴流、气泡滴流和混沌流。(2)对选定的七种流型在激振方向为X和Y时的不同振动频率、振幅的工况下进行数值计算,分析了在低频振动激励(30H...

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【部分图文】：

图1-1液-气流动聚焦结构、液体流型与破碎形态

广州大学硕士学位论文）所聚焦从而在微通道中形成流体锥形。在一定进入小孔下游无边界限制的自由空间并最终破碎续相对分散相的剪切和挤压作用会使得两相界面微米或微米级别。作用的流动聚焦动聚焦面聚焦的几何结构简单且易制备，当前已经进行了人[20]最早利用入流高速气体挤压液体实现了液-聚焦，....

图1-2液-气流动聚焦中典型的流型[24]

图1-2液-气流动聚焦中典型的流型[24]Fig.1-2Typicalflowpatternsinliquid-airflowfocusing变流型定义为：锥震动流型(Ⅰ)、锥黏连流型(Ⅱ)流型(Ⅳ)、轴对称射流流型(Ⅴ)和滴流流型(Ⅵ)。研究了锥形内部流场结....

图1-3气-液流动聚焦中滴流流型及小孔下游生成的大量气泡[27]

共存射流流型(Ⅳ)、轴对称射流流型(Ⅴ)和滴流流型(Ⅵ)。Mamet等人值计算模拟研究了锥形内部流场结构与射流稳定性之间的关系。Mar]采用液-气流动聚焦成功制备出了可控制粒径的单分散性微颗粒，说明动聚焦结构下成形微颗粒的有效性和可控性。-液两相界面改变液-气流动聚焦的两相入流....

图1-4液-液流动聚焦中随着Q1的减小射流流型向滴流流型的转换[28]

广州大学硕士学位论文-液两相界面比液-气两相界面和气-液两相界面，液-液两相界面下流动聚焦的研在液-液两相流动聚焦中，内外流体为互不相溶的两相液体，同时流速度处于同一量级，界面张力和轴对称扰动始终主导者两相界，这和液-气流动聚焦存在差别。Ganan-Calvo等人[28]研究了....

本文编号：4005366