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T-型微流控通道中微液滴形成机制的CFD模拟
引用本文:董立春,吴纪周,任桂香,谭世语,黄大富,李文平,黄少建. T-型微流控通道中微液滴形成机制的CFD模拟[J]. 重庆大学学报(自然科学版), 2011, 34(1): 134-139
作者姓名:董立春  吴纪周  任桂香  谭世语  黄大富  李文平  黄少建
作者单位:重庆大学化学化工学院;
基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC,2008BB0059); 教育部留学人员回国启动基金资助项目(教外司留(2009)8-1); 中央高校基本科研业务费科研专项“研究生科技创新基金”资助项目(CDJXS10221140,CDJXS11221169);中央高校基本科研业务费资助项目(CDJXS10220006)
摘    要:采用计算流体力学(CFD)方法,对宽型微米级T-型微通道中微液滴形成机制进行了数值模拟。通过与已有文献实验结果的对比,证明了数值模拟的准确性;发现液滴在微通道中的形成过程可分为液滴形成和成长、液滴与分散相的脱离和液滴从通道壁的脱落3个阶段。首次系统分析了通道壁的润湿性对液滴形成的影响,发现当分散相在通道壁上的接触角小于90°时,才能形成微液滴;通道壁越疏分散相,微液滴越容易形成,并且从通道壁上脱离的时间也越短。通过分别改变连续相的黏度、流速以及两相间界面张力,研究了毛细准数Ca对微液滴的形成机制及液滴大小的影响。发现在T-型通道中能形成液滴的范围内,Ca越大,则形成的微液滴体积越小;当Ca大于0.067时,微液滴的直径与连续相Ca的倒数之间存在明显的线性关系。

关 键 词:计算流体力学  微流控设备  T-型微通道  微液滴形成机制  润湿性  
收稿时间:2010-08-10

CFD simulation of droplet formation in a microfluidic T-junction
DONG Li-chun,WU Ji-zhou,REN Gui-xiang,TAN Shi-yu,HUANG Da-fu,LI Wen-ping and HUANG Shao-jian. CFD simulation of droplet formation in a microfluidic T-junction[J]. Journal of Chongqing University(Natural Science Edition), 2011, 34(1): 134-139
Authors:DONG Li-chun  WU Ji-zhou  REN Gui-xiang  TAN Shi-yu  HUANG Da-fu  LI Wen-ping  HUANG Shao-jian
Affiliation:DONG Li-chun,WU Ji-zhou,REN Gui-xiang,TAN Shi-yu,HUANG Da-fu,LI Wen-ping,HUANG Shao-jian(School of Chemistry and Chemical Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,P.R.China)
Abstract:Droplet formation in a microfluidic T-junction is simulated by using computational fluid dynamics(CFD) method.The accuracy of CFD study is verified by comparing the simulation result with the experimental results in literatures.It is found that the formation of droplets in the T-junction can be divided into 3 steps: droplet emergence and growing up,separation with the dispersed phase,and detachment from the channel wall.The study on the wetting property of the channel wall shows that it has a remarkable inf...
Keywords:computational fluid dynamics  microfluidic devices  T-junction  droplet formation  wetting property  
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