發(fā)布時間：2023-02-06 12:19

　　隨著微流控技術(shù)的迅速發(fā)展,微反應器因比表面積大、安全性高、易放大等優(yōu)勢已被廣泛應用于化學、生物、信息等多個前沿領(lǐng)域。其中,微通道內(nèi)多相流動行為對微反應器性能有著十分顯著的影響。因此,本文通過可視化實驗方法,并考慮實際應用中常遇到流體的復雜物性,系統(tǒng)研究了微通道內(nèi)氣泡在冪律流體中的動力學行為,主要包括氣泡的生成特性與破裂特性。實驗的研究結(jié)果為微反應器的設(shè)計提供了理論指導。首先,采用可視化實驗研究了十字聚焦型微通道內(nèi)冪律流體中氣泡的生成特性。實驗觀察到彈狀流和泡狀流兩種流型,對于泰勒氣泡的生成過程分為回縮等待,膨脹,擠壓以及快速斷裂四個階段。在泰勒氣泡生成的過程中,氣泡頭頂部的運動速度在擠壓和快速斷裂階段隨時間線性增加,氣泡頸部寬度在快速斷裂階段與剩余時間成線性關(guān)系。氣泡生成長度與液塞長度分別與冪律流體流量成冪函數(shù)關(guān)系和線性函數(shù)關(guān)系。其次,對氣泡在冪律流體中對稱T型微通道分岔口處的流型及對稱破裂過程中的氣泡動力學行為進行了研究。實驗中觀察到氣泡的完全阻塞破裂、有間隙破裂、不對稱破裂以及不破裂四種流型。在氣泡發(fā)生對稱破裂時,其破裂過程可分為擠壓階段和斷裂階段。氣泡的長度在整個破裂過程中隨時間...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 非牛頓流體概述
    1.3 微通道內(nèi)氣泡(液滴)的動力學行為
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 實驗材料與實驗系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 微通道芯片的制作
    2.3 冪律流體的制備與性質(zhì)
    2.4 實驗系統(tǒng)及方法
    2.5 本章小結(jié)
3 十字聚焦型微通道內(nèi)冪律流體中氣泡的生成特性
    3.1 引言
    3.2 十字聚焦型微通道結(jié)構(gòu)
    3.3 氣泡的生成過程
    3.4 氣相壓力的變化規(guī)律
    3.5 氣泡特征參數(shù)的變化規(guī)律
    3.6 氣泡的生成尺寸
    3.7 本章小結(jié)
4 對稱T型微通道內(nèi)冪律流體中氣泡的破裂特性
    4.1 引言
    4.2 對稱T型微通道結(jié)構(gòu)
    4.3 冪律流體中氣泡在對稱T型微通道分岔口處的流型
    4.4 氣泡完全阻塞破裂規(guī)律
    4.5 氣泡有間隙破裂規(guī)律
    4.6 本章小結(jié)
5 非對稱T型微通道內(nèi)冪律流體中氣泡的破裂特性
    5.1 引言
    5.2 非對稱T型微通道結(jié)構(gòu)
    5.3 冪律流體中氣泡在非對稱T型分岔口處的流型
    5.4 非對稱T型微通道內(nèi)冪律流體中氣泡的分配規(guī)律
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3735990