流体黏度对微通道中颗粒分离的影响

作者：范亮亮; 闫庆; 郭婧; 何旭坤; 冯骏; 者江; 赵亮

来源：工程热物理学报, 2016, 37(07): 1464-1468.

• 流体黏度
• 颗粒分离
• 尖角结构
• 微通道

目前,微流体颗粒分离研究大多使用低黏度的去离子水作为基液,未考虑流体黏度对颗粒分离的影响。现实中广泛存在高黏度流体中的颗粒分离,如机械状态监测时需要对润滑油中的磨损颗粒进行分离。本文利用双边带有对称尖角结构的微通道,对不同黏度流体中的颗粒分离进行实验研究,发现流体黏度较低时,大颗粒受到的动量改变而引发的惯性力占优,向微通道的中心位置运动;小颗粒受到的惯性升力占优,向微通道两侧的平衡位置运动,最终实现不同尺寸颗粒的分离,分离效率约达100%。当流体黏度较高时,流体对颗粒的拖曳作用增强,显著影响颗粒在微通道中的侧向迁移行为,颗粒分离效率降低至71.5%。本文的研究工作对于微流体技术在实际中的应用有着重要的意义。

• 单位
  西安交通大学第一附属医院; 西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室