Abstract:
本文提出了一种基于插入毛细管的改进T形微流控芯片装置,并利用显微高速摄影开展了液滴(气泡)生成流动可视化试验,研究了毛细管插入深度、两相流量对液滴生成特性的影响,得到了液滴生成过程中界面演化的动态全过程.与气泡生成过程进行对比研究,揭示了液滴受力及断裂的流体力学机理.结果表明,此芯片装置可以稳定地生成尺寸可控的微液滴(气泡),且两相流量比的范围较宽(2~12);液滴生成方式仅为液滴模式,液滴生成过程中先后经历了液滴头部生成、头部填充和颈缩断裂三个阶段,这是由连续相的压力、黏性剪切力和界面张力共同作用的结果;增加连续相流量(100~600μL/min)或增加毛细管插入深度(0~120μm),液滴生成尺寸减小(630~201μm)、频率增加;液滴颈部有挤压断裂和剪切断裂两种模式.研究结果可以为液滴微流控芯片结构设计及应用提供理论指导.
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气动研究与试验
ISSN: 2097-258X
Year: 2024
Issue: 6
Volume: 2
Page: 100-108
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