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十字交叉型微通道内液滴形成的数值模拟研究.pdf


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十字交叉型微通道内液滴形成的数值模拟研究Ⅳ籲罗钧午疃,梁帅跛С,肖曙红接影响其应用效果的技术指标㈣。取广东工业大学学报甒甒;籺随着高新技术的发展,近年来微液滴/微气泡己被广泛用于医学检测、材料合成、环境保护、石油化工、食品安体积分数之和为����,体积分数口可通过式��褪��的连续性方程求得。��程和�甋方程求得。重力加速度,�痵�籖为表面张力,�痬。�廷粲闪较�流的体积分数加权求得,定义如式��褪��所示。∥�赾���缓鹬穌所示。在靠近壁面处,接触角�ㄒ逦F�航缑娴那邢�位切向量,则垂直界面的单位法向量庇可由式��求得。直管道组成,其中从水平管道流入的液体为去离子水,作为分散相,从两侧垂直通道流入的液体为氟油度、十字交叉出口宽度、通道深度。考虑到通道入口长度对模拟结果的影响,当连续相和分散相入口长第��罗钧午,等:十字交叉型微通道内液滴形成的数值模拟研究�����豢赾��疗�颍疘�,以�������ぁ辏��允�畐��图�哟ソ�的示意图��几何尺寸图��纸徊嫘臀⑼ǖ赖娜��峁辜凹负纬叽�连续相��������������万方数据
俊!R粆���一】���怠��峁�敕治�度大于入口宽度的�妒辈挪换嵊跋炷D饨峁鹠�D�型截面尺寸均设置为���求解设置在���软件中选择多相流中的��P停�≡�层流�����P停�∮没�谘沽Φ姆俏忍�蠼馄鳌�边界条件设置如下:油相和水相都设置为速度入口,出口设为压力出口,壁面采用无滑移湿润性壁面。对于瞬态求解,选用��算法加快收敛,压力方程采用����惴ɡ肷ⅲ��糠匠萄∮枚�子�绺袷���������寤�质�那蠼獠捎眉负沃毓����������法。计算开始时将水相入口通道初始化为水,其余网格全部初始化成油以减少仿真时间。经验证本文迭代时间步长取�����网格独立性验证为了消除网格设置的疏密程度对计算结果的影响,采用六面体结构化网格对模型进行离散化时,将网格尺寸分别设置为��,对应的网格数分别为����,����,����。由于数值模拟结果无法直接获得液滴尺寸和生成频率,考虑到实际中是测量液滴的球形直径,则将球的直径作为液滴尺寸的评价指标。本文通过在���软件中监测通道出口处水相的质量流量以求出单个液滴的质量后,再以球的体积估算出液滴直径,最后通过���软件处理仿真数据间接获得了液滴生成直径和生成频率。油水两相物性参数设置如表��荆�渲辛���选择氟油���,分散相选择去离子水。当两相流速为����痵时,液滴生成直径及频率随网格数变化的曲线如图��尽S赏�可知,当网格数从���增加到����时,液滴生成直径相差约��,频率相差�,在可接受的范围内。考虑到硬件资源和仿真时间的消耗,将网格数设为�����游1疚氖�的�拟的网格无关性解。��连续相流速对液滴生成的影响研究连续相流速�6砸旱紊�傻挠跋焓保�潭�分散相流速��.��痵时,增加连续相流速�#��拟结果如图�⑼�所示。从模拟结果发现连续相流速�T酱螅�旱紊�沙叽缭叫。��善德试礁摺5绷�续相流速从����痵升高到����痵时,液滴生成直径减少��,生成频率增加至���,液滴流型从弹状挤压流经过渡流,最后变成滴状剪切流。这是由于连续相流速越大,黏性剪切力越大,加速了液滴的夹断过程,液滴的生长时间缩短,液滴尺寸变小,生成频率升高。��连续相黏度对液滴生成的影响

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  • 时间2022-02-07