本文關(guān)鍵詞： 微流控 共軸流 水包油 液滴形成 液滴粒徑　出處：《高�；瘜W(xué)工程學(xué)報》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：在不同操作條件下對水包油系統(tǒng)中微液滴的形成過程及粒徑大小進行了系統(tǒng)實驗觀察和測試,同時利用VOF/CSF模型對液滴形成過程進行了數(shù)值模擬,模擬結(jié)果與實驗非常吻合;在此基礎(chǔ)上,考慮兩相流速、黏度、界面張力及壁面效應(yīng)等因素,對液滴形成過程進行了進一步的模擬研究。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)油包水系統(tǒng)相比,水包油系統(tǒng)液滴的形成也有滴流(dripping)和射流(jetting)兩種流型,但水包油系統(tǒng)能在更高的兩相流速下保持滴流操作,而射流主要出現(xiàn)在離散相速度極高的條件下且很不穩(wěn)定;滴流條件下生成的液滴具有很高的單分散性,且可改變流速提高產(chǎn)生頻率,而射流條件下產(chǎn)生的液滴單分散性差,且易于出現(xiàn)衛(wèi)星液滴;滴流條件下影響液滴粒徑的顯著因素是連續(xù)相流速、黏度、界面張力和壁面效應(yīng),其中前三者的影響可用毛細(xì)管數(shù)表征;研究對各影響因素的作用機理進行了闡釋,并綜合實驗與模擬結(jié)果,給出了不同操作條件和裝置尺寸下液滴生成粒徑的預(yù)測關(guān)聯(lián)式。
[Abstract]:The formation process and particle size of microdroplets in oil-in-water system were observed and measured under different operating conditions. The VOF/CSF model was used to simulate the formation process of droplets. The simulation results are in good agreement with the experiments. On this basis, considering the factors of two-phase flow rate, viscosity, interfacial tension and wall effect, the formation process of liquid droplets is further simulated. The results show that compared with the traditional oil-in-water system. The formation of droplets in oil in water also has two flow patterns: dripping) and jet jetting.However, the water in oil system can keep dripping operation at higher two-phase flow rate. The jet appears mainly under the condition of extremely high velocity of discrete phase and is very unstable. The droplets produced under the dripping condition have high monodispersity and can change the velocity of flow to increase the frequency of the droplets, while the droplets produced under the jet conditions have poor monodispersity and are prone to the appearance of satellite droplets. The significant factors affecting droplet size under drip condition are continuous phase flow rate, viscosity, interfacial tension and wall effect, among which the first three effects can be characterized by capillary number. In this paper, the mechanism of influencing factors is explained, and the prediction correlation of droplet size under different operating conditions and device sizes is given by synthesizing the experimental and simulation results.
【作者單位】： 四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院;
【分類號】：TQ021.1
【正文快照】： 利用微通道制備微液滴由于生成液滴粒徑大小可控、單分散性好、可操作性強,被廣泛應(yīng)用于微化工、膠體工程、新材料制備等領(lǐng)域[1~4]。常見的微通道主要有T型通道、流動聚焦、共軸流三種[5~7]。共軸流通道作為唯一一種從三維流動尺度制備液滴的方式,液滴受力均勻,產(chǎn)生穩(wěn)定,在制

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