流动聚焦装置微液滴生成及三维结构演化

摘要：

精确控制液滴生成大小,构建精确的微液滴三维结构演化模型对液滴微流控技术广泛应用至关重要.提出了描述流动聚焦通道内微液滴在断裂阶段和稳态流动阶段的三维结构演化的方法,构建了微液滴多模块分段构成机制.基于液滴宽度、长度、流动倾角和液滴中间段长度4个变量建立了液滴体积预测模型,搭建流动聚焦微液滴生成实验测试系统进行了模型验证.结果表明,在液滴断裂阶段,液滴预测半径与实验半径相对误差δ在-11％ ～+17.5％,平均偏差为3.12μm.在稳态流动阶段,引入了修正系数对预测模型进行优化,修正后模型预测半径与实验液滴半径相对偏差可控制在-15％ ～+19.7％,平均偏差为3.61μm,相较修正前明显改善.本文模型考虑了液滴的三维曲面特征,不仅适用于传统预测模型所针对的挤压流型,也可用来预测滴落流型和喷射流型中液滴在生成周期中的形变规律.

关键词：微液滴、流动聚焦、三维结构演化、体积预测模型、等效半径

所属期刊栏目：22

分类号：O363.2

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河南省科技攻关项目;河南省科技攻关项目

在线出版日期：2022-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：9920-9926