T型受限微通道内液滴生成特性数值模拟

作者：袁越锦^*; 曹晓鸽; 赵于; 何永清; 徐英英

来源：西安工程大学学报, 2023, 37(06): 129-136.

DOI：10.13338/j.issn.1674-649x.2023.06.016

• 微流体学
• 两相流
• 相场法
• 液滴
• 数值模拟

为给控制液滴均匀高频的生成提供参考，针对受限微通道内液滴的生成，考虑流体物性和流动条件的影响，进行了T型受限微通道内液滴生成特性的数值模拟研究。利用COMSOL软件建立了液滴生成过程仿真模型，采用相场法探究了毛细数、两相流量比、黏度比以及壁面润湿性对液滴生成的影响。研究结果表明：当连续相黏度为0.01 Pa·s,分散相速度和黏度分别为0.005 m/s和0.001 Pa·s,连续相毛细数从0.001 5增大到0.007 5时，无量纲液滴长度从2.8幂指数减小到1.5,无量纲液柱长度从2.6线性增大到7.6,液滴生成频率从每秒30个幂指数增大到52个；当连续相黏度为0.01 Pa·s,分散相黏度为0.001 Pa·s,流量比从0.1增大到0.9时，无量纲液滴长度从1.05线性增大到2.55,无量纲液柱长度从6.49幂指数减小到2.51,液滴生成频率从每秒170个幂指数减小到65个；当连续相速度为0.01 m/s,分散相速度为0.005 m/s,黏度比从0.025增大到0.5时，无量纲液滴长度从1.72函数式增大到2.1,无量纲液柱长度从3.11函数式增大到3.9,液滴生成频率从每秒31个函数式减小到24个；壁面润湿性会影响液滴的形态，但并无明显的函数关系；流体物性和流动条件对液滴的生成具有显著影响。

• 单位
  重庆工商大学; 陕西科技大学; 机电工程学院