Y型微通道内纳米颗粒稳定气泡的完全阻塞破裂动力学

研究了Y型微通道吸附型纳米颗粒稳定气泡的完全阻塞破裂的动力学,破裂过程可划分为挤压阶段和快速夹断阶段,两阶段内无量纲气泡最小颈部宽度与时间均呈幂率关系。气泡破裂过程的颈部动力学表明颗粒的存在并不影响两阶段转变的临界颈部宽度,但吸附在气泡表面的颗粒层会减弱挤压阶段中连续相对气泡颈部的挤压作用,以及快速夹断阶段角区中连续相液体回流对气泡的挤压作用,进而阻碍气泡颈部的形变,延长了气泡的破裂过程。纳米颗粒稳定的气泡的指前因子m及幂率指数α均小于常规气泡,但其差值随着毛细管数Ca和气泡长度l₀的增大而减小,颗粒对气泡破裂过程的影响逐渐减弱。此外,纳米颗粒稳定的气泡的头部曲率略小于常规气泡,颗粒对完全阻塞破裂过程气泡头部动力学的影响可以忽略。     

T型微通道内弹状流流动特性

以空气为气相介质和不同表面张力的液体(纯水、0.01%SDS溶液、0.50%SDS溶液、乙醇)为液相介质,对矩形截面为100μm×800μm的T型微通道内的气液弹状流进行了相分离可视化实验。实验结果表明:气相表观速度一定时,液相采出分率随着液体表观速度的增加而减小;液体表观速度一定时,气体表观速度变化对液相采出分率影响不大;两相的表观速度一定时,液相采出分率随着液体的表面张力降低而减小。另外,将所得的相分离实验数据与其他管径尺寸的数据进行比较,发现不同尺寸T型通道内弹状流相分离特性比较相似。     

T型微通道内两相流流型及相分离特性

以氮气和水为工作流体,在矩形截面为100 μm×800 μm的T型微通道内进行了气液两相流可视化实验,观测到弹状流、弹状-液环流、环状流、分层流和搅拌流,得到了流型图和流型转换界限.通过对比对弹状流、环状流和分层流相分离实验结果,证明在T型微通道内气液两相流相分离特性受上游流型影响.上游流型为弹状流时,气体优先从侧支管采出:上游流型为环状流时,液体优先从侧支管采出:上游流型为分层流时,气体只从其中一条支管中采出.当流型一定时,液相采出分率随着入口液体速率增加而减小,而气体速率变化对液相采出分率影响不大.     

T型微混合器合成Cu2O纳米颗粒

采用T型微混合器通过沉淀法,以氯化铜为铜源,氢氧化钠为沉淀剂,抗坏血酸为还原剂制备出了立方体氧化亚铜纳米颗粒。考察了进料流量、氢氧化钠浓度、抗坏血酸浓度和温度对产物氧化亚铜的形貌、粒度及其分布的影响。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计对其进行表征。结果表明,随着进料流量的增大、氢氧化钠浓度的减小、抗坏血酸浓度的增加和温度的提高,所制备的氧化亚铜颗粒的平均粒径减小、粒度分布变窄。     

改进的T型微通道内双水相液滴的制备

研究了改进的缩口T型微通道和毛细管嵌入阶梯式T型微通道内双水相液滴的制备,基于液滴尺寸对这两种微通道进行了比较。结果表明,其流型为喷射-弹状流和喷射-滴落流,流型的转变受到两相流率控制。而在毛细管嵌入阶梯式T型微通道内,液滴的生成范围和稳定程度明显优于缩口T型微通道。在两个微通道内液滴生成尺寸的变化规律是相似的,均随着连续相流率的增大而减小,随着分散相流率的增大而增大,但毛细管嵌入阶梯式T型微通道内生成的液滴尺寸相较于缩口T型微通道更小。建立了液滴尺寸的预测模型,对两种微通道均具有良好的预测效果。     

利用微通道反应器制备纳米粒子的最新研究进展

微通道反应器具有传递性能好、混合时间短、可实现流体间的快速均匀混合等特点,为采用液相化学法制备纳米颗粒创造了极其理想的条件.简要介绍了近几年国内外采用微通道反应器制备纳米粒子所取得的一些研究成果.     

不同T型微通道内弹状流相分离规律的实验研究

为获得不同形式顺流T型、冲击T型跨尺度通道对两相流流型的不同调控作用,设计跨尺度-并行多T型管-单晶硅方形通道,增大分液量的同时获得更接近实际应用的多分支口最长气弹伸缩长度;利用高速压力监测系统及高速摄像监测系统分别监测T型分支通道的压力及两相流界面运动,获得不同形式微通道相分离弹状流的压力波动及分液规律,建立微通道内气液界面运动与宏观调控参数两相流流速、压差之间的相关性,同时证明冲击型跨尺度微通道具有更高分液能力。     

微通道内催化剂的制备

微通道反应器因可用于移动电源和一些特殊领域而成为一个重要的研究方向。简述了微通道反应器的研究现状,分析了微通道反应器内催化层的的特殊要求及可能的制各方法,侧重介绍了各方法的特点及其在微通道领域中应用的研究进展和发展趋势。     

微通道内纳米颗粒对液滴聚并的影响规律

Pickering 乳液是纳米颗粒稳定的液液两相体系,微流控技术是制备单分散Pickering 乳液的有效方法,而含有纳米颗粒体系在微通道内的液滴聚并规律是该实施方法的关键科学问题之一。以正辛醇为连续相,水为分散相,研究了六边形扩大微通道内液滴碰撞过程,发现了液滴聚并、碰撞不聚并和不相互接触3 种流动状态,研究了流量、颗粒浓度和颗粒亲疏水性对于液滴聚并率的影响规律,分析了颗粒在液膜排空过程中的作用机理。