电场调控下液态金属循环泵送高电导率电解液实验研究

来源 :第九届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yzahnig621
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  流体泵送在微流控芯片系统中具有重要作用,而在微尺度下传统的驱动方式难以满足多种泵送要求,对高电导率电解液的泵送更成为一个难题.新型稼铟合金液态金属材料兼具金属和流体的双重特性,在电场调控下具有优异的流体驱动潜能.本文利用稼铟合金的连续电润湿效应,设计微流控芯片系统对高电导率溶液实现循环泵送.首先,分析了稼铟合金与电解液界面的双电层极化现象,揭示了利用连续电润湿效应对电解液进行泵送的原理.然后,设计了微流控芯片,以稼铟合金液态金属为核心元件对其周围电解液进行循环泵送.实验发现,稼铟合金可以实现对高电导率溶液的快速稳定泵送,泵送速度可达2mm/s.通过有限元仿真发现模拟与实验吻合较好.
其他文献
本文实验研究了微通道中不同交汇结构对微液滴融合过程的影响。通过改变融合腔的壁面形状曲线得到半圆形、三角形和凹弧形三种交汇结构,比较了不同结构中液滴融合过程的变化规律,并使用不同粘度的连续油相分析了粘度比对融合的影响。
本文搭建了一套高速显微散焦粒子图像三维测速系统,对散焦粒子图像获取方法及粒子空间坐标的标定进行了研究.为了验证散焦显微粒子图像测速系统的可靠性与测量的准确性,首先针对矩形长直微通道内雷诺数Re为0.1的流场进行了测量.结果 显示,实测速度廓线与数值模拟结果吻合良好.接下来,开展了微通道内倒置台阶结构的绕流实验,获得了粒子运动轨迹及三维速度分布.粒子的运动轨迹与数值模拟所获流线是一致的.在以上验证实
当平板浸入液体时,其表面会夹带产生一层三角形或者锯齿形气膜,气膜尾部可能会出现尖角结构。目前对气膜尖角结构还没有合适的理论描述,特别是无法预测其几何参数与平板速度之间的关系。本文基于润滑近似,对气膜尖角结构进行了理论分析,得到了气膜尾部结构的锥形自相似解。
受限液丝断裂是很多自然界或工业过程中的基础现象,例如多孔介质中微孔内的液丝断裂、微通道中液滴或气泡的生成等。一般认为低流量情况下的液丝断裂动力学由界面张力主导,但对于界面毛细失稳的起源的认识仍然不清楚,甚至有相互矛盾的观点。
近年来纳米颗粒的吸入毒性引起了广泛关注。纳米颗粒能够穿过呼吸道到达肺泡,并吸附肺表面活性剂中的脂类分子和蛋白,从而形成脂蛋白冕,这一脂蛋白冕将极大改变纳米颗粒本身的物理化学性质,对纳米颗粒的生物效应起着决定性作用。本文采用粗粒化分子动力学模拟研究了纳米颗粒在肺表面活性剂中脂蛋白冕的形成。我们考察了颗粒表面亲疏水性、带电性、尺寸和蛋白质等多个因素的影响,发现脂蛋白冕中脂类的结构主要由颗粒的亲疏水性决
针对微纳尺度介质流体的流动对探索微纳尺度油气水的运移机制、揭示页岩气藏和致密油气藏等非常规油气开采机理具有重要意义。本文通过分子动力学模拟方法研究了电扰动纳米通道内水分子的流动,首先证明:外置振荡的电荷对纳米通道内水分子的流动有很大影响,当振荡频率恰当时,水流量可达到在低频和高频振荡时流量的数倍。揭示了当电场变化频率与氢键的固有频率相等时,流量达到了最大。其次证明了:振荡电荷会加速纳米孔道内水分子
与常规油气资源相比,非常规油气资源储量丰富,开发潜力巨大,如致密、页岩油气等。由于页岩储层有机纳米孔隙的渗流特征对该类储层的开发极其重要,本文基于分子模拟研究结果,考虑吸附层的厚度、密度、边界滑移对渗透率的影响规律,建立了页岩油藏有机纳米孔隙渗透率的数学表征模型,通过参数敏感性分析给出了模型的适用条件。
微尺度流动的研究在微流控、生物医学、航天军工等方面有着广阔的应用前景,如何研究发展适于微尺度流动数值算法是基础。在Boltzmann方程碰撞积分物理分析与可计算建模气体动理论统一算法(GKUA)基础上,发展适于微尺度槽道流动与传热输运现象统一的Boltzmann模型方程与离散速度坐标法,构造可直接求解气体分子速度分布函数耦合迭代数值格式。
基于同轴流动聚焦(Co-flow focusing,CFF)的实验建立了简化的物理模型,开展了“液-液-气”复合射流的时间不稳定性分析。在无粘假设下,采用均匀速度型,推导出了解析形式的色散关系,得到了三种不稳定模,分析了主要控制参数对不稳定模态的影响。结果 表明:只有轴对称扰动(n=0)和第一类非轴对称扰动(n=1)在时间域内是增长的;界面张力对轴对称扰动有着双重影响而对非轴对称扰动起抑制作用;驱
液滴微混合技术作为微流控技术中的一项重要研究内容,以其高通量、低消耗等优势被广泛应用在分析化学、药物制造、材料科学等领域。本文采用交叉型入口结构、平面弯曲微结构(PSM)所组成的微通道,模拟流量不等的两组分液体融合形成液滴,研究离散相两组分通道入口宽度比和两组分流量比对液滴混合效果的影响。