低雷諾數(shù)液-液兩相流體的流動(dòng)與混合.pdf

1、微流控技術(shù)是一門(mén)在化工、生物工程、微機(jī)械和納米材料等基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科，可廣泛應(yīng)用在層流微加工、納米材料合成、萃取分離等方面?？刂贫嘞辔⒘黧w的流動(dòng)與混合是實(shí)現(xiàn)這些功能的前提和關(guān)鍵。本文通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究了微通道中雷諾數(shù)小于0.1時(shí)，互溶與不互溶液-液兩相流體的流動(dòng)狀態(tài)。
　　首先，本文通過(guò)數(shù)值模擬研究了微通道結(jié)構(gòu)對(duì)互溶兩相流體流動(dòng)狀態(tài)的影響。根據(jù)兩相混合機(jī)制隨流動(dòng)狀態(tài)的變化，設(shè)計(jì)出高效的微混合器。通過(guò)在微通道中引入

2、不同尺寸、形狀及對(duì)稱性的混合單元，增強(qiáng)對(duì)流并引入局部渦流，在較短的時(shí)間和有限的空間條件下實(shí)現(xiàn)了極低雷諾數(shù)條件下混合強(qiáng)度的較大提高。流體經(jīng)過(guò)兩個(gè)互相串聯(lián)的混合單元混合后，出口處的混合強(qiáng)度達(dá)到87％。
　　其次，本文建立了不同驅(qū)動(dòng)壓力下油水兩相界面演變的模型。通過(guò)數(shù)值模擬和理論分析，發(fā)現(xiàn)界面的形成、演變和運(yùn)動(dòng)都是入口驅(qū)動(dòng)壓力、通道內(nèi)摩擦壓降與液-液及液-固界面張力共同作用的結(jié)果；系統(tǒng)研究了不互溶液-液兩相流型隨流動(dòng)條件的變化，根據(jù)模擬