微流控技术中液滴聚并的研究进展

随着微流控技术的发展,在微通道内精确调控液滴行为的研究受到越来越多的关注。详细介绍了引发液滴聚并的方式,包括主动聚并和被动聚并。主动聚并是指施加电场、磁场、温度场等引起液滴融合,被动聚并是指通过改变通道结构或改变通道壁面润湿性促进聚并发生。此外,综述了液滴聚并动力学研究进展,例如：液膜排出时间和临界毛细管数。最后对聚并过程中的流场研究做了简要介绍。对液滴聚并的后续机理研究、探索高效的聚并方式和聚并的实际应用具有重要的指导意义。     

微通道内卫星液滴生成机理与惯性分离机制

由于非线性动态特征，液液界面破裂过程常伴随卫星液滴的产生，对基于液滴的微流体技术生产液滴的均一性和精准化目标提出了挑战。阐释了微流体界面失稳的复杂动力学特征，剖析了界面失稳的影响因素，并分析了伴随界面失稳而产生的卫星液滴的现象与原理。结合惯性微流体新概念，总结了卫星液滴的惯性分离机制。展望了卫星液滴生成-惯性微流体分离一体化及其并行化数目放大的构想。相关工作的开展，有利于实现微流体技术生产单分散性液滴的精准化目标，为微流体与复杂流体相关的界面动力学行为与调控夯实基础。     

垂直放置矩形微通道内气液二相流流型研究

文章采用激光影像放大系统,对垂直放置的100μm×800μm矩形微通道内气液二相流流型进行了实验观测和研究,实验物系为乙醇-空气体系。根据实验结果绘制出流型转换图,并进行了分析和讨论。实验观测到弹状流、液环-弹状流、液环流、液环-分层流、分层流和波状流,而未观察到气泡直径小于微通道内径的气泡流,其中稳定的分层流文献中尚未见报道。     

微通道内醇胺/离子液体复配水溶液吸收CO2的传质特性

研究了微通道内醇胺[单乙醇胺(MEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)]与离子液体[1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([Bmim][BF₄])和1-羟乙基-3-甲基咪唑甘氨酸([C₂OHmim][GLY])]复配水溶液吸收CO₂的传质特性。考察了醇胺/离子液体浓度比(c_AA∶c_IL)对液相体积传质系数(k_La)的影响,发现k_La随反应速率的增大而增大。为进一步阐释复配水溶液吸收CO₂的传质机理,分析了比表面积、扩散速率、增强因子和液弹循环对传质速率的影响。结果表明,四种复配溶液中,反应速率和循环频率(f_cir)分别在低流率和高流率下对传质速率起主导作用。k_La可表示为f_cir的函数,低气相流率下k_La与f_cir呈线性关系,斜率与反应速率成正相关,高气相流率下,液弹循环因膜弹传递困难而对整体传质速率的影响减弱,k_La与f_cir呈指数关系,幂律指数小于1。     

微通道内液滴/气泡破裂动力学分析

微化学工程与技术是现代化学工程学科的前沿领域。微通道内液滴及气泡破裂动力学是决定多相过程并行微通道数目放大的基础与难点。破裂流型转换条件、界面动力学和尺寸调控等三方面是微通道内液滴与气泡破裂动力学的主要研究对象。讨论了对称微通道、非对称微通道、多级微通道、旁路微通道、含有障碍物的微通道内气泡和液滴破裂行为及影响因素,指出了目前微尺度下气泡与液滴破裂行为相关研究工作存在的不足,并对该领域未来的发展进行了展望。     

微通道内表面活性剂与界面传递现象研究进展

表面活性剂在微流体应用中具有重要作用,常伴随动态界面传递现象。综述了微通道内含表面活性剂的多相流研究进展,剖析了液滴尺寸、液体流变性、压力降与微流体中动态界面张力的关系。总结了表面活性剂作用下的界面传递现象,如气泡及液滴的生成、运动、形变、破裂和聚并动力学的研究进展。综述了微流体中表面活性剂的吸附动力学,对该领域的发展方向进行了展望。     

T型微通道内浆料体系中气泡生成行为与尺寸预测

实验研究了T型微通道内浆料中气泡的生成过程和尺寸。聚丙乙烯微球浆料和N₂分别为连续相和分散相。气泡的生成过程可分为三个阶段：膨胀阶段、挤压阶段和快速夹断阶段。随着浆料浓度的增大,膨胀阶段时长几乎没有变化,挤压阶段显著缩短,而快速夹断阶段略有缩短。在膨胀阶段和快速夹断阶段,气泡颈部宽度与无量纲剩余时间均呈幂率关系,而挤压阶段气泡颈部宽度与时间呈线性关系。考察了浆料浓度、气相和浆料流量对气泡生成尺寸的影响。结果表明气泡尺寸随气相流量的增大而增大,随液相流量和浆料浓度的增大而减小。     

微通道内非牛顿流体中液滴生成机理研究进展

微流体技术良好的可控性为制备均一可控的微液滴提供了新的途径,而非牛顿流体因广泛的应用而受到关注。综述了近年来剪切变稀和黏弹性两类典型非牛顿流体中液滴生成机理的研究进展。围绕流动聚焦型和T型微通道两种典型微通道构型,介绍了非牛顿流体分别作为分散相和连续相时液滴生成过程的界面演化动力学,并与牛顿流体液滴生成过程进行了对比,分析了剪切变稀特性和弹性对主液滴和卫星液滴生成的影响。展望了非牛顿流体液滴生成过程待解决的关键科学问题,为进一步的模拟和实验研究提供了借鉴和参考。     

微通道内气液(液液)二相流的实验研究进展

综述了微通道内气液(液液)二相流的流型特征.微通道内气液二相流常见的流型为泡状流、弹状流、环状流和翻腾流;液液二相流常见的流型为液滴流、塞状流、平行流及环状流.分析了不同操作条件对气液(液液)二相流行为的影响.介绍了微通道内气液(液液)二相流流型判别谱图,对常用的弹状流、液滴流和塞状流进行了重点介绍.指出了微通道内气液...     

十字型微通道内气泡形成的实验观察

采用高速摄像仪对聚焦十字型微装置内分散小气泡的生成进行了研究.方形截面微通道的尺寸分别为400pm×400μm和600μm×600μm.氮气为气相,加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(soditm dodecyl sulfate,SDS)(0～0.5%(wt))的水-甘油(25%(wt),50%(wt),62%(wt))溶液...