在試劑定量添加和反應(yīng)性能提高等方面,氣-液-液三相微流體具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),但對(duì)三相體系液滴的融合機(jī)理、比兩相體系更穩(wěn)定的機(jī)制缺乏了解。本論文采用設(shè)計(jì)有三個(gè)T型接口的微流體設(shè)備,對(duì)氣泡/液滴的形成過(guò)程動(dòng)力學(xué)、液滴融合時(shí)間的規(guī)律進(jìn)行了研究,主要結(jié)論如下:1.T1處氣泡的生成過(guò)程可以分為兩個(gè)階段:生長(zhǎng)和坍縮。在氣泡生成的不同階段,主導(dǎo)作用力也存在差異。流體粘度以及流量均對(duì)生成氣泡的尺寸有一定影響,界面張力對(duì)尺寸規(guī)律的影響較小。氣泡生成頻率的穩(wěn)定性將決定分散相液滴尺寸的分散性。2.T2處液滴的生成也可分為生長(zhǎng)和坍縮兩個(gè)階段,液滴的脫落受到連續(xù)相剪切力和油-氣界面擠壓力的共同作用,低濃度表面活性劑對(duì)液滴尺寸的影響可以忽略。3.T3處液滴形成過(guò)程中通常伴隨著兩個(gè)分散相液滴的融合,并獲得了不同實(shí)驗(yàn)條件下的液滴融合相圖,研究發(fā)現(xiàn)液滴融合的前提條件是兩個(gè)液滴之間的連續(xù)相能被快速排出,增加氣相流量可加快液體排出速率;融合之后的液滴尺寸較均勻,變異系數(shù)小于1%,初步驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.對(duì)比兩相及三相體系的液滴融合過(guò)程,發(fā)現(xiàn)三相微流體體系更易形成液滴流或段塞流,且流量操作范圍較寬、融合液滴尺寸更均勻,這主要由... 

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 微反應(yīng)器介紹
        1.1.1 微反應(yīng)器的概念及優(yōu)點(diǎn)
        1.1.2 微反應(yīng)器的分類(lèi)
        1.1.3 微反應(yīng)器的應(yīng)用
    1.2 微反應(yīng)器內(nèi)的液-液兩相流
        1.2.1 液-液兩相流的產(chǎn)生和流型
        1.2.2 液-液兩相流的應(yīng)用
        1.2.3 液-液兩相流的機(jī)理研究
    1.3 微反應(yīng)器內(nèi)的氣-液-液三相流
        1.3.1 氣-液-液三相流的形成與調(diào)節(jié)
            1.3.1.1 形成氣-液-液三相流的微流控裝置及其制作
            1.3.1.2 制備氣-液-液三相微流控裝置類(lèi)型
        1.3.2 氣-液-液三相流的流型
        1.3.3 氣-液-液三相流的流動(dòng)和傳質(zhì)特性
            1.3.3.1 惰性氣相的流體分配
            1.3.3.2 惰性氣體強(qiáng)化傳質(zhì)
        1.3.4 氣-液-液三相流的應(yīng)用
        1.3.5 氣-液-液三相流的機(jī)理研究
    1.4 微反應(yīng)器內(nèi)的液滴融合
        1.4.1 液滴融合的作用
        1.4.2 液滴融合的可操作性
        1.4.3 液-液兩相中的液滴融合
        1.4.4 氣-液-液三相中的液滴融合
    1.5 本論文的研究目的
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 微通道反應(yīng)器的制作
    2.2 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑和實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)裝置和流程
3 第一個(gè)T型接口處氣泡的生成規(guī)律研究
    3.1 引言
    3.2 基本理論
    3.3 氣泡的形成過(guò)程
    3.4 氣泡的尺寸規(guī)律
        3.4.1 直通道中氣泡尺寸的變化規(guī)律
        3.4.2 Cspan80和Qg對(duì)氣泡尺寸的影響
        3.4.3 Cparo對(duì)氣泡尺寸的影響
        3.4.4 Qt對(duì)氣泡尺寸的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 第二個(gè)T型接口處第一個(gè)分散水相液滴的生成規(guī)律研究
    4.1 引言
    4.2 基本理論
    4.3 T2處液滴的生成過(guò)程
    4.4 T2處液滴的尺寸規(guī)律
        4.4.1 Cspan80和Qg對(duì)液滴尺寸的影響
        4.4.2 Cparo對(duì)液滴尺寸的影響
        4.4.3 Qt對(duì)液滴尺寸的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 T3處液滴的融合特性研究
    5.1 引言
    5.2 基本理論
    5.3 T3處液滴的生成
    5.4 第三個(gè)T型接口處的液滴融合
        5.4.1 流量對(duì)液滴配對(duì)模式的影響
        5.4.2 液滴融合的相圖
        5.4.3 液滴融合時(shí)間
        5.4.4 液滴融合的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性
    5.5 本章小結(jié)
6 兩相流和三相流液滴融合對(duì)比
    6.1 引言
    6.2 基本理論
    6.3 兩相流和三相流的對(duì)比
        6.3.1 兩相流和三相流中的液滴配對(duì)模式
        6.3.2 Cspan80對(duì)兩相和三相流中分散相液滴尺寸的影響
        6.3.3 兩相和三相流中液滴融合相圖
        6.3.4 兩相和三相流中液滴融合階段斷裂時(shí)間的規(guī)律
        6.3.5 Qsw對(duì)兩相和三相流中融合液滴尺寸均一性的影響
        6.3.6 Cspan80對(duì)兩相和三相流中融合液滴尺寸均一性的影響
        6.3.7 兩相和三相體流中的液滴融合率
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effects of geometric configuration on droplet generation in Y-junctions and anti-Y-junctions microchannels[J]. Zhao-Miao Liu,Li-Kun Liu,Feng Shen.  Acta Mechanica Sinica. 2015(05)
[2]微反應(yīng)器研究最新進(jìn)展[J]. 駱廣生,王凱,呂陽(yáng)成,徐建鴻,邵華偉.  現(xiàn)代化工. 2009(05)
[3]微反應(yīng)器研究及展望[J]. 鄭亞鋒,趙陽(yáng),辛峰.  化工進(jìn)展. 2004(05)



本文編號(hào)：3659787