气液两相流在不等径分支T型微通道内的相分配特性研究

发布时间：2021-04-21 00:35

　　近年来随着微化工技术的发展,T型微通道作为常见的微反应器广泛存在于生物医药合成、微液滴与微气泡的精确控制、乳状液制备等场合;作为微散热器应用在各种高效相变换热场合,如核电站反应堆、微电子快速冷却以及热泵空调等。随着通道尺寸从常规尺度减小到微纳米尺度,气液两相分离机理也随之发生变化。到目前为止,对微通道中相分配的研究多以实验为主,而且主要集中在等径微通道的研究,探索各种操作工况因素和几何因素对两相分流特性的影响,诸如入口气液表观速度、流体物性（密度,粘度）、分支角度等。而受限于微尺度通道制造技术,目前对于微尺度通道的非等径的研究较少,相关的相分配机理急需研究。本文以25℃下氮气和纯水为工质,设计了主管的横截面为1000μm×500μm,分支的横截面为400μm×500μm,600μm×500μm,800μm×500μm的三种不等径的分支T型微通道,并进行了不同操作条件下的两相流动实验,同时利用高速摄影仪对流动现象进行可视化观测,来研究分支通道直径对相分配的影响。本文主要研究内容如下:（1）分别研究弹状流,弹环状流以及环状流三种流型下分支管径的变化对相分配的影响作用,发现各流型下的相分配曲... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 T型微通道气液两相流基本理论
        1.2.1 微通道的尺度划分
        1.2.2 T型微通道的分类
        1.2.3 T型微通道内气液两相流主要流型
        1.2.4 T型微通道内气液两相流相关参数的定义
    1.3 气液两相流在T型微通道内相分配的研究进展
    1.4 本文研究内容
第二章 实验系统
    2.1 实验装置与仪器
    2.2 实验测试单元与实验流体
    2.3 具体实验方法
    2.4 流型观测
    2.5 实验数据误差来源与分析
    2.6 本章小结
第三章 不等径分支T型微通道的相分配特性研究
    3.1 弹状流流型下的气液两相流的相分配特性
    3.2 弹环状流流型下气液两相流的相分配特性
    3.3 环状流流型下气液两相流的相分配特性
    3.4 各流型下不等径分支T型微通道的分离程度
    3.5 弹环状流流型下相分配预测经验公式的建立
    3.6 本章小结
第四章 不等径分支T型微通道内的流动现象分析
    4.1 弹状流流型下气弹分裂的行为分析
        4.1.1 分支通道直径对气弹分裂的影响
        4.1.2 气相采出分率的变化对气弹分裂的影响
        4.1.3 气弹分裂与微气泡控制的应用
    4.2 不等径分支T型通道内弹环状流下流动现象分析
    4.3 不等径分支T型通道内环状流下流动现象分析
    4.4 本章小结
结论与展望
    论文主要结论
    研究展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3150703