微流體技術(shù)是一門全新的多重交叉學科,是一門在微觀尺度下控制、操作和檢測復雜流體的技術(shù),它的興起引起了研究者的廣泛關(guān)注。微流體液滴技術(shù)是微流體技術(shù)的一個重要分支,包括液滴的生成、操控(傳遞、分選、混合、融合和分斷等),已經(jīng)應用到生物學、化學和藥物學等多個領(lǐng)域。微液滴的分斷對于微流體液滴技術(shù)的應用十分重要。實現(xiàn)微液滴分斷的方式有主動方式和被動方式。由于被動方式操作簡單,分斷的效果也很好,本文中進行的是液滴被動分斷的研究。微液滴的非對稱分斷的被動方式主要是利用微通道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的,文中第二章主要是設(shè)計具有拓撲一致性的不同結(jié)構(gòu)的微通道(T、Y、I型微通道),并利用三維VOF數(shù)值模擬方法研究液滴在這些微通道內(nèi)的非對稱分斷。通過系統(tǒng)改變毛細管數(shù)(Ca)和非對稱性系數(shù)(As),得到液滴非對稱分斷的三種流變過程。同時引入基于毛細管數(shù)、非對稱性系數(shù)和初始體積比的冪函數(shù)理論模型來預測不同結(jié)構(gòu)的微通道內(nèi)液滴非對稱分斷后子液滴的體積大小。通過對液滴分斷過程的液滴內(nèi)外壓力場分析,得到引起液滴平移的關(guān)鍵因素之一是液滴的內(nèi)部壓力差。最后,通過比較在不同微通道內(nèi)的液滴非對稱分斷的相同點和不同點,得出用于實現(xiàn)液滴非對...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2被動分選示意圖（a）分叉結(jié)構(gòu)微通道內(nèi)液滴的分選；（b）大液滴的分選利用特殊流型進行液滴的分選

分選示意圖（a）分叉結(jié)構(gòu)微通道內(nèi)液滴的分選；（b選利用特殊流型進行液滴的分選。assivesortingofdroplets(a)thechannelresistanceaffectdionjunction；(b)theschematicofthe....

圖1-3主動法實現(xiàn)液滴的分選(a)電泳法液滴分選A：平方脈沖下單細胞液滴分選；B:反轉(zhuǎn)脈沖下雙核細胞液滴的分選

6液滴的分選(a)電泳法液滴分選A：平方脈沖下雙核細胞液滴的分選。(b)表面聲sortingofdroplets(a)dropletssortingintheelrtedouttoleftcollectingchannelundersquar....

圖1-4液滴內(nèi)部混合示意圖（a）直管微通道內(nèi)液滴的內(nèi)部流動示意圖；（b）彎曲微通道內(nèi)液滴的內(nèi)部流動

術(shù)研究化學或者生物反應機理時，液滴內(nèi)。在微尺寸下，連續(xù)流體僅依靠分子運動理分析。而微流體液滴內(nèi)物質(zhì)的混合不僅的微通道加速混合，從而提高混合效率和是彎管結(jié)構(gòu)。不同于液滴在直管內(nèi)流動時1-4a），液滴在彎管中前行時，由于粘性力兩個不對稱的循環(huán)流，循環(huán)流的存在加速混合微通道設(shè)計成多個連....

圖1-5微通道內(nèi)液滴的被動和主動混合（a）連續(xù)彎曲微通道內(nèi)液滴的被動混合；（b）管壁帶小障礙物的彎管內(nèi)液滴的被動混合；（c）液滴在激光作用下的被動混合

液滴的被動和主動混合（a）連續(xù)彎曲微通帶小障礙物的彎管內(nèi)液滴的被動混合；（用下的被動混合。Passiveandactivemixingofdropletsin(a)seb)windingmicrochannelwithsmallobstacleswit....

本文編號：3968572