流动聚焦微通道内牛顿微液滴在幂律剪切致稀流体中的生成研究

• 作者: 陈琦 李京坤 宋昱 何倩 David M Christopher 李雪芳
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 多相流 流动聚焦微通道 微流体学 非牛顿流体
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1510-1519
• 页数: 9页
• 分类号: O359+.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20191331

摘要

采用开源CFD软件OpenFOAM中的interFoam求解器对流动聚焦微通道内微液滴的形成过程进行了数值模拟。通过与文献中的实验数据进行对比，验证了VOF模型和幂律非牛顿流体模型的准确性。并以此为基础模拟了幂律剪切致稀流体中牛顿微液滴的形成过程，研究了幂律流体的幂律指数n和稠度系数K对微液滴生成的影响。研究表明，在滴状和挤压状流型中，离散线颈部宽度与周期内剩余时间呈幂律关系；离散线长度在坍塌阶段呈现线性缓慢增长，在夹断阶段呈现近似指数迅速增长的趋势。随着n和K的增大，液滴的尺寸逐渐减小，而生成频率则逐渐增大，且n的变化比K的变化对其产生的影响更明显。