微尺度下的流動在微流控系統(tǒng)中至關(guān)重要,關(guān)系到微流控系統(tǒng)特定功能的實(shí)現(xiàn)。化工和生物醫(yī)療領(lǐng)域中所使涉及的大多是非牛頓流體和兩相流,因此,本文針對微通道中液體非牛頓特性對氣液兩相流的流動特性的影響開展研究,論文的主要內(nèi)容如下:1.對三種溶度的聚丙烯酰胺（PAM）溶液進(jìn)行黏度特性評價,選用Ostwald-de wale冪律方程表征PAM溶液的流變特性。結(jié)合PAM溶液的黏度方程,對影響微通道中流體運(yùn)動特性的無量綱參數(shù)進(jìn)行修正,為理論分析提供依據(jù)。2.采用高速攝像系統(tǒng)對T型微通道內(nèi)氮?dú)?不同濃度PAM溶液的空泡生成過程進(jìn)行實(shí)驗研究,著重分析流速、氣液流速比和無量綱參數(shù)對空泡動力學(xué)特性的影響。結(jié)果表明,在T型微通中觀察到三種流型,即柱塞流、彈狀流和彈-塞流;氣液流速比增大,空泡的尺寸增大,空隙率增大;流速增大,空泡運(yùn)動速度增大,空隙率增大;隨著雷諾數(shù)、毛細(xì)管數(shù)以及韋伯?dāng)?shù)We的增加,空泡長度呈現(xiàn)冪律性下降趨勢,據(jù)此建立了空泡長度的預(yù)測方程。3.對微通道中兩相流運(yùn)動的壓降進(jìn)行測量,分析流速、氣液流速比和溶液濃度對壓降的影響。研究發(fā)現(xiàn),流速越大,系統(tǒng)壓降變化穩(wěn)定后的壓降值也越大;PAM溶液濃度越大,系統(tǒng)壓... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 非牛頓流體的流變學(xué)特性
        1.2.1 流體分類
        1.2.2 非牛頓流體的基本性質(zhì)
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 兩相流流型
        1.3.2 空泡的形成和空泡長度
        1.3.3 空隙率
        1.3.4 壓力降
    1.4 本文的研究內(nèi)容
2 微通道中氮?dú)?聚丙烯酰胺溶液的流動參數(shù)研究
    2.1 聚丙烯酰胺溶液黏度的計算
    2.2 無量綱參數(shù)
    2.3 本章小結(jié)
3 微通道中氮?dú)?聚丙烯酰胺溶液兩相流的運(yùn)動特性研究
    3.1 實(shí)驗裝置和流程
        3.1.1 實(shí)驗裝置
        3.1.2 實(shí)驗步驟及參數(shù)
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 微通道中兩相流流型
        3.2.2 微通道中空泡尺寸的計算
        3.2.3 微通道中空泡運(yùn)動速度的計算
    3.3 本章小結(jié)
4 微通道中氮?dú)?聚丙烯酰胺溶液的壓降特性研究
    4.1 實(shí)驗裝置及流程
        4.1.1 實(shí)驗裝置
        4.1.2 實(shí)驗步驟
    4.2 不同參數(shù)對壓降的影響
        4.2.1 流速對壓降的影響
        4.2.2 氣液流速比對壓降的影響
        4.2.3 液體濃度對壓降的影響
    4.3 壓降模型的建立
        4.3.1 空隙率
        4.3.2 微通道壓降計算
    4.4 本章小結(jié)
5 氣液兩相流運(yùn)動特性的模擬分析
    5.1 模擬參數(shù)設(shè)置
        5.1.1 T型微通道網(wǎng)格劃分
        5.1.2 模擬參數(shù)設(shè)置
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 微通道內(nèi)兩相流流型的數(shù)值模擬
        5.2.2 微通道兩相流壓力的數(shù)值模擬
        5.2.3 微通道兩相流速度場的數(shù)值模擬
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]完全阻塞氣泡在T型不等寬微通道分岔口的破裂動力學(xué)[J]. 溫宇,朱春英,付濤濤,馬友光.  化工進(jìn)展. 2015(11)
[2]并行微通道內(nèi)氣液相分配規(guī)律[J]. 白璐,朱春英,付濤濤,馬友光.  化工學(xué)報. 2014(01)
[3]T型結(jié)構(gòu)微通道氣液兩相流型的數(shù)值模擬[J]. 袁希鋼,宋文琦.  天津大學(xué)學(xué)報. 2012(09)
[4]T型微通道內(nèi)氣液兩相流數(shù)值模擬[J]. 王琳琳,李國君,田輝,葉陽輝.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2011(09)
[5]微混合技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 葉明星,Mansur E H A,王運(yùn)東,戴猷元.  化工進(jìn)展. 2007(06)
[6]聚丙烯酰胺（PAM）的改土及增產(chǎn)效應(yīng)[J]. 員學(xué)鋒,吳普特,馮浩.  水土保持研究. 2002(02)
[7]臨床血液流變學(xué)[J]. 梁子鈞.  蛇志. 1994(01)

博士論文
[1]微通道內(nèi)非常規(guī)流體液滴生成與界面動力學(xué)研究[D]. 杜威.天津大學(xué) 2017
[2]胍鹽離子液體用于中藥和蛋白質(zhì)的分離分析及細(xì)胞機(jī)電性質(zhì)研究[D]. 丁雪沁.湖南大學(xué) 2016
[3]液液萃取微流控芯片的制備工藝及應(yīng)用研究[D]. 熊鵬輝.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[4]氣液兩相流動結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析[D]. 傅春.天津大學(xué) 2015



本文編號：3663816