Тип публикации: диссертация
Год издания: 2019
Ключевые слова: микроканалы, микромиксеры, перемешивание, несмешивающиеся жидкости, карта режимов течения, поля скорости, micro-PIV, micro-LIF
Аннотация: Цель работы - комплексное экспериментальное исследование двухкомпонентных течений смешивающихся и несмешивающихся жидкостей в микроканалах Т-типа для построения фундаментальных основ проектирования микроканальных устройств. Разработаны оптические бесконтактные полевые методики micro-PIV и micro-LIF для измерения полей скорости и коПоказать полностьюнцентраций с микронным разрешением. Предложена модель оценки пространственного усреднения метода micro-LIF, позволяющая проводить адекватную интерпретацию экспериментальных данных. Проведена апробация методики micro-PIV при измерении полей скорости в прямом прямоугольном микроканале, измерении полей скорости в потоках со свободной поверхностью (испаряющиеся капли на подложке) и в пульсирующих потоках с использованием метода фазового осреднения. Выполнено комплексное экспериментальное исследование гидродинамики течения однофазного потока и режимов перемешивания в микромиксере Т-типа с помощью методов micro-PIV и micro-LIF. Анализ профилей скорости и изоповерхностей поперечной скорости позволил получить критическое число Рейнольдса, при котором происходит переход к несимметричному вихревому режиму течения, при этом происходит резкое повышение эффективности перемешивания. Выполнено комплексное экспериментальное исследование двухкомпонентных течений несмешивающихся жидкостей с различными физическими свойствами в микроканале Т-типа в широком диапазоне безразмерных параметров. Предложен новый безразмерный параметр, учитывающий вязкость жидкостей и позволяющий построить универсальную карту режимов для течений несмешивающихся жидкостей в микроканале Т-типа. Выполнено подробное исследование снарядного режима при течении несмешивающихся жидкостей с контактной линией и без контактной линии. Получены зависимости длины, скорости снарядов и циркуляции скорости в снарядах от параметров потока.