表面潤濕性對微通道界面阻力影響的研究.pdf

1、邊界滑移能夠降低流體與壁面之間的阻力，對微流體系統(tǒng)中液體的流動至關重要。本文通過不同潤濕性表面的制備、微通道的組裝和計算流體動力學模擬，研究了表面潤濕性對微通道界面阻力的影響，研究結果對微流體裝置的設計與制備具有重要參考價值。
　　 采用μ-PIV技術對利用單晶硅片制作的四種具有不同表面潤濕性的微通道進行了滑移流動實驗，分別研究了表面潤濕性對單側滑移微通道和雙側滑移微通道中邊界滑移的影響。結果發(fā)現(xiàn)，親水表面沒有發(fā)生邊界滑移，疏水

2、表面邊界滑移顯著，并且表面疏水性越強邊界滑移速度越大;當微通道寬度和流量一定時，表面疏水性越強，微通道中心處流體流速越小，流體速度輪廓線越平緩;相同表面在單側滑移微通道中的滑移速度和滑移長度比在雙側滑移微通道中的值略高。
　　 采用滑移和無滑移相間的壁面模型，模擬了層流條件下具有不同微結構的微通道內(nèi)流動情況，結果表明，超疏水表面的減阻效果隨微凸起直徑增大而增大，隨微凸起面積比以及微通道寬度增大而減小，受雷諾數(shù)變化影響較小。