微通道内气液两相流及气泡生成与破裂行为研究

发布时间：2024-06-01 13:03

　　气泡的动力学特性研究是气液两相流中的最为基础的研究内容,随着微流控技术在各个领域内的日渐广泛的应用,对于微通道内的气泡行为研究的价值和意义也越来越重大,本文中通过使用VOF方法以及FTM方法对非等宽Y型分岔微通道内气泡的生成过程、破裂行为以及上升过程中气泡间的相互作用进行了模拟研究。首先,建立了二维的非等宽Y型分岔微通道的物理模型,研究了在二维模拟条件下气泡的生成过程以及在分岔口处的破裂行为,将模拟的结果与已有的实验结果进行比较,从而验证了模型的正确性和方法的有效性。对Squeezing机制和Shearing机制两种气泡生成机制下气泡生成过程中各阶段的特点、通道内的压力变化以及壁面润湿性影响等因素进行了对比分析,发现Squeezing机制下的气泡生成过程是由于连续相的挤压作用主导,而Shearing机制下的气泡生成则是由于连续相的剪切作用,Shearing机制下气泡生成过程中通道中心线位置的压降更大,但这种机制下的气泡生成过程受壁面润湿性的影响较小,壁面润湿性对Squeezing机制下的气泡生成有着更明显的影响,随着接触角的增大,生成气泡的长度呈现出凹函数的变化趋势;在对分岔口处气泡的...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.1计算模型示意图

图3.1计算模型示意图.2网格划分对计算模型进行网格划分是CFD模拟过程进行的前处理工作，通过合划分获得优质的网格结果，可以大幅度的节省计算的时间和计算耗费间，进而得到可靠且较为准确的模拟结果，因此本章中结合计算模型的的是质量较高结构化四边形网格，由于在三个通道交汇处的....

图3.2局部网格

两条支路通道的宽度不等，分别为1mm和0.75mm。图3.1计算模型示意图3.2.2网格划分对计算模型进行网格划分是CFD模拟过程进行的前处理工作，通过合理的网格划分获得优质的网格结果，可以大幅度的节省计算的时间和计算耗费的内存空间，进而得到可靠且较为准确的模....

图3.3不同网格数下气泡到达分岔口的时间变化

25图3.3不同网格数下气泡到达分岔口的时间变化模型及方法验证本文模拟研究中，为了对所使用的模型的正确性进行验证，将数值模拟已有的文献中[65]的实验结果图进行对比，建立与实验研究中相同通道型，并且设置的连续相和分散相也均和文献中实验所用的两种流体一究获得了如图3.5所示....

图3.6两种不同的气泡生成机制

等宽Y型分岔微通道内的气泡生成及破裂行为2D数值化，正在成长中的气泡尚未完全占据微通道，连续ng机制。Garstecki[67]等学者通过实验研究总结了的过渡过程，他们在实验研究中使用硅油作为连续当毛细数的数量级为10-2时气泡的生成从Squee。数的值在间，得到....

本文编号：3985931