对流T型微通道内液滴形成过程及液滴长度的实验研究
发布时间：2021-01-10 10:04
随着科技开始迈向微型化、精细化的道路,微流控技术被提出且得到迅速发展。利用微流控技术形成的微液滴,在药物制备、动力、石油开采和冶金等工业领域得到普遍应用。由于微尺度下液液多相流体力学特性与宏观尺度有很大区别,实现精确控制微液滴的大小与均匀度成为当前研究的重点。研究液液多相流体系下的微液滴形成过程和液滴长度的影响因素,有利于实现对微液滴大小和均匀度的精确控制。本课题以粘度为5cs、20cs和60cs的硅油为分散相,表面活性剂SDS浓度为0.1%、0.3%、0.5%和1.0%的蒸馏水为连续相,利用高速摄像机对入口段结构为标准T型、对流T型和十字型的微通道内液液两相流实验结果进行图像采集,通过Matlab进行图像后处理,对截面尺寸为400 μm×400 μm的微通道内液液两相流体系进行了研究。考察了各相作用力、两相流量、两相物性参数、微通道入口段结构和表面活性剂含量对微液滴的形成过程和液滴长度的影响。为了良好的预测和控制微液滴的生成时间,实现微液滴生成的稳定性和周期性,同时对微液滴生成时间也展开了研究。在对微液滴形成过程的研究中发现,随着分散相与连续相流量比的减小,依次观察到了环状流、弹状流...
【文章来源】： 陈武铠 山东大学
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３液滴长度与毛细数倒数的关系图［１５］??王维萌等人１１６］通过数值模拟方法利用ＶＯＦ模型研究了十字型结构的微通道??
?第一章绪论??Ｚｈａｏ等人［１９］在由ＰＭＭＡ材料制成的对流Ｔ型微通道内（图１．４），以去离子??水为离散相，煤油为连续相，研究了弹状流、单离散液滴和多离散液滴的形成机??理，以韦伯数为预测流型转换的函数，绘制了流型图（图１．５）。??Ｏｕｔｋｔ?｜??（Ａ）?（Ｂ）??图１．４对流Ｔ型微通道［｜９］??Ｉ?．Ｅ＋０２???????ｍ??５￣ｖｖ??Ｉ?Ｅ＋００???ｇ－ｆｆ－嘈，…，？｜??？?ＳＴ?〇ＭＤＴ?－?？?■?＂Ｗ８??？?ＰＦＷＴ?＊ＣＴＳＴ?■?■?■?＿?在?Ａｔ??｜?Ｉ?Ｅ－０２?■?ｊ?ａ?ｓ??＊?１１??？?＾?＾??ｔ?Ｅ－０４?〇?？?ｏ??？?？?？??ＬＥ?０６????＊?＾?Ｌ—－??Ｉ?Ｅ?〇６?丨?Ｅ４Ｍ?丨?Ｅ?０２?Ｉ?．Ｅ＋００?丨?Ｅ＋０２??Ｗｅ＾??图１．５对流Ｔ型微通道的流型图和流型转变线［１９］??Ｓａｌｉｍ等人［２（）］研究了由玻璃和石英制成的不同水力直径下的微通道内油－水??两相流体系的流动规律，实验观测到三种不同的流型（图１．６）。研究结果表明，??微通道内不同类型的多相流动有相似性。??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]十字型微通道中非定常分散相速度下液滴生成的数值分析[J]. 陈珉芮,钱锦远,李晓娟,金志江. 高校化学工程学报. 2018(03)
[2]Y聚焦型微通道内磁流体液滴的生成与调控[J]. 马蕊,付涛涛,张沁丹,刘偲,朱春英,马友光. 化工学报. 2018(02)
[3]微通道内单乙醇胺水溶液吸收CO2/N2混合气的传质特性[J]. 姜山,朱春英,张璠玢,马友光. 化工学报. 2017(02)
[4]十字交叉微通道内微液滴生成过程的数值模拟[J]. 王维萌,马一萍,陈斌. 化工学报. 2015(05)
[5]T型微通道内液滴尺寸的实验测定与关联[J]. 魏丽娟,朱春英,付涛涛,马友光. 化工学报. 2013(02)
[6]微通道内液液两相流流型[J]. 朱春英,付涛涛,高习群,刘玮莅,马友光. 化工进展. 2011(S2)
[7]微反应器开启高效精细化工时代[J]. 钱伯章. 化工装备技术. 2011(04)
[8]T-型微流控通道中微液滴形成机制的CFD模拟[J]. 董立春,吴纪周,任桂香,谭世语,黄大富,李文平,黄少建. 重庆大学学报. 2011(01)
[9]深宽比对微通道内气液二相流空隙率的影响[J]. 马友光,季喜燕,朱春英. 化学工程. 2010(11)
[10]图像边缘检测算法研究[J]. 陆兴娟,吴震宇. 现代电子技术. 2010(06)
博士论文
[1]微通道中气液两相流的分布和操作稳定性[D]. 彭东岳.天津大学 2016
硕士论文
[1]基于图像处理的小管道气液两相流参数测量研究[D]. 杨志勇.浙江大学 2018
[2]微矩形通道中弹状流的生成机制与输运特性[D]. 刘存斌.东北大学 2015
[3]微通道内液—液两相流体力学行为的研究[D]. 魏丽娟.天津大学 2013
[4]微通道内两相流流型及液滴生成研究[D]. 刘玮莅.天津大学 2010
本文编号：2968522
【文章来源】： 陈武铠 山东大学
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３液滴长度与毛细数倒数的关系图［１５］??王维萌等人１１６］通过数值模拟方法利用ＶＯＦ模型研究了十字型结构的微通道??
?第一章绪论??Ｚｈａｏ等人［１９］在由ＰＭＭＡ材料制成的对流Ｔ型微通道内（图１．４），以去离子??水为离散相，煤油为连续相，研究了弹状流、单离散液滴和多离散液滴的形成机??理，以韦伯数为预测流型转换的函数，绘制了流型图（图１．５）。??Ｏｕｔｋｔ?｜??（Ａ）?（Ｂ）??图１．４对流Ｔ型微通道［｜９］??Ｉ?．Ｅ＋０２???????ｍ??５￣ｖｖ??Ｉ?Ｅ＋００???ｇ－ｆｆ－嘈，…，？｜??？?ＳＴ?〇ＭＤＴ?－?？?■?＂Ｗ８??？?ＰＦＷＴ?＊ＣＴＳＴ?■?■?■?＿?在?Ａｔ??｜?Ｉ?Ｅ－０２?■?ｊ?ａ?ｓ??＊?１１??？?＾?＾??ｔ?Ｅ－０４?〇?？?ｏ??？?？?？??ＬＥ?０６????＊?＾?Ｌ—－??Ｉ?Ｅ?〇６?丨?Ｅ４Ｍ?丨?Ｅ?０２?Ｉ?．Ｅ＋００?丨?Ｅ＋０２??Ｗｅ＾??图１．５对流Ｔ型微通道的流型图和流型转变线［１９］??Ｓａｌｉｍ等人［２（）］研究了由玻璃和石英制成的不同水力直径下的微通道内油－水??两相流体系的流动规律，实验观测到三种不同的流型（图１．６）。研究结果表明，??微通道内不同类型的多相流动有相似性。??
?第一章绪论??Ｚｈａｏ等人［１９］在由ＰＭＭＡ材料制成的对流Ｔ型微通道内（图１．４），以去离子??水为离散相，煤油为连续相，研究了弹状流、单离散液滴和多离散液滴的形成机??理，以韦伯数为预测流型转换的函数，绘制了流型图（图１．５）。??Ｏｕｔｋｔ?｜??（Ａ）?（Ｂ）??图１．４对流Ｔ型微通道［｜９］??Ｉ?．Ｅ＋０２???????ｍ??５￣ｖｖ??Ｉ?Ｅ＋００???ｇ－ｆｆ－嘈，…，？｜??？?ＳＴ?〇ＭＤＴ?－?？?■?＂Ｗ８??？?ＰＦＷＴ?＊ＣＴＳＴ?■?■?■?＿?在?Ａｔ??｜?Ｉ?Ｅ－０２?■?ｊ?ａ?ｓ??＊?１１??？?＾?＾??ｔ?Ｅ－０４?〇?？?ｏ??？?？?？??ＬＥ?０６????＊?＾?Ｌ—－??Ｉ?Ｅ?〇６?丨?Ｅ４Ｍ?丨?Ｅ?０２?Ｉ?．Ｅ＋００?丨?Ｅ＋０２??Ｗｅ＾??图１．５对流Ｔ型微通道的流型图和流型转变线［１９］??Ｓａｌｉｍ等人［２（）］研究了由玻璃和石英制成的不同水力直径下的微通道内油－水??两相流体系的流动规律，实验观测到三种不同的流型（图１．６）。研究结果表明，??微通道内不同类型的多相流动有相似性。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]十字型微通道中非定常分散相速度下液滴生成的数值分析[J]. 陈珉芮,钱锦远,李晓娟,金志江. 高校化学工程学报. 2018(03)
[2]Y聚焦型微通道内磁流体液滴的生成与调控[J]. 马蕊,付涛涛,张沁丹,刘偲,朱春英,马友光. 化工学报. 2018(02)
[3]微通道内单乙醇胺水溶液吸收CO2/N2混合气的传质特性[J]. 姜山,朱春英,张璠玢,马友光. 化工学报. 2017(02)
[4]十字交叉微通道内微液滴生成过程的数值模拟[J]. 王维萌,马一萍,陈斌. 化工学报. 2015(05)
[5]T型微通道内液滴尺寸的实验测定与关联[J]. 魏丽娟,朱春英,付涛涛,马友光. 化工学报. 2013(02)
[6]微通道内液液两相流流型[J]. 朱春英,付涛涛,高习群,刘玮莅,马友光. 化工进展. 2011(S2)
[7]微反应器开启高效精细化工时代[J]. 钱伯章. 化工装备技术. 2011(04)
[8]T-型微流控通道中微液滴形成机制的CFD模拟[J]. 董立春,吴纪周,任桂香,谭世语,黄大富,李文平,黄少建. 重庆大学学报. 2011(01)
[9]深宽比对微通道内气液二相流空隙率的影响[J]. 马友光,季喜燕,朱春英. 化学工程. 2010(11)
[10]图像边缘检测算法研究[J]. 陆兴娟,吴震宇. 现代电子技术. 2010(06)
博士论文
[1]微通道中气液两相流的分布和操作稳定性[D]. 彭东岳.天津大学 2016
硕士论文
[1]基于图像处理的小管道气液两相流参数测量研究[D]. 杨志勇.浙江大学 2018
[2]微矩形通道中弹状流的生成机制与输运特性[D]. 刘存斌.东北大学 2015
[3]微通道内液—液两相流体力学行为的研究[D]. 魏丽娟.天津大学 2013
[4]微通道内两相流流型及液滴生成研究[D]. 刘玮莅.天津大学 2010
本文编号：2968522
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