低雷諾數(shù)液-液兩相流體的流動與混合.pdf

1、微流控技術是一門在化工、生物工程、微機械和納米材料等基礎上發(fā)展起來的交叉學科，可廣泛應用在層流微加工、納米材料合成、萃取分離等方面。控制多相微流體的流動與混合是實現(xiàn)這些功能的前提和關鍵。本文通過數(shù)值模擬和實驗系統(tǒng)的研究了微通道中雷諾數(shù)小于0.1時，互溶與不互溶液-液兩相流體的流動狀態(tài)。
　　首先，本文通過數(shù)值模擬研究了微通道結構對互溶兩相流體流動狀態(tài)的影響。根據(jù)兩相混合機制隨流動狀態(tài)的變化，設計出高效的微混合器。通過在微通道中引入

2、不同尺寸、形狀及對稱性的混合單元，增強對流并引入局部渦流，在較短的時間和有限的空間條件下實現(xiàn)了極低雷諾數(shù)條件下混合強度的較大提高。流體經(jīng)過兩個互相串聯(lián)的混合單元混合后，出口處的混合強度達到87％。
　　其次，本文建立了不同驅動壓力下油水兩相界面演變的模型。通過數(shù)值模擬和理論分析，發(fā)現(xiàn)界面的形成、演變和運動都是入口驅動壓力、通道內摩擦壓降與液-液及液-固界面張力共同作用的結果；系統(tǒng)研究了不互溶液-液兩相流型隨流動條件的變化，根據(jù)模擬