基于液滴的多相微流控系统是近年来微流控技术中迅速发展的重要分支,具有传质传热效率高、体系封闭稳定和试剂消耗量少等优点,在药物筛选、功能材料合成、生物医学检测等领域发挥着重要作用。液滴的尺寸和分散性等因素对其终端应用的效果至关重要,且两相流体交汇处的几何参数、流体的物性参数(黏性、密度)和两相流体的流速以及界面张力决定了液滴的生成状态,本文采用实验及数值模拟的方法研究了T型与流动聚焦型相结合的微通道以及界面张力诱导下的微通道两种通道内液滴生成过程,系统分析了缩孔结构,两相流体流动速度、物性参数等因素对微通道内液滴生成尺寸的影响规律,并推导得出了两种微通道内液滴生成尺寸的预测公式。具体研究内容包括:(1)带缩孔的T型通道内液滴生成特性研究。分析了缩孔结构,流量,粘度等因素对液滴尺寸的影响,对带缩孔的T型通道内液滴尺寸进行了预测。缩孔宽度为50μm的T型微通道内液滴体积是传统的T型微通道内液滴体积的十分之一,且该通道内生成的液滴尺寸满足传统的T型微通道的液滴预测公式。缩孔宽度相同时,液滴尺寸粒径随Ca_c的增加而减小,液滴大小与Ca_c的幂次方关系相关,Ca_c指数范围为-0.43~-0.29,Ca_c相同时,液滴长宽比(y*/l*)随粘度比λ的增加而增加。随着缩孔宽度的减小,液滴尺寸也减小,两相流体交汇处的压力增大。(2)几何尺寸对界面张力诱导下微通道内液滴生成特性研究。通过改变生成腔尺寸、扩张角度等因素,研究了几何尺寸对液滴生成的影响规律。生成腔的3个因素对液滴尺寸的灵敏度为:生成腔角度θ>生成腔长度l>生成腔宽度w。液滴尺寸对流体流速依赖性性较小的最优几何尺寸为:生成腔角度θ=30°,伸长量l=0.5mm,宽度w=2.6mm。扩张角度α=0°,分散相不能断裂形成液滴。α>0°时,该结构能够生成液滴,且液滴尺寸随扩张角度的增加而减小。α=8°时,液滴尺寸对流体流速依赖性较小。(3)交汇处结构对界面张力诱导下的微通道内液滴生成特性研究。研究了交汇处几何结构、界面张力和两相粘度等因素对界面张力诱导下的微通道内液滴生成的影响规律。在其他条件相同的情况下,液滴尺寸随着β的增加而增大,F-微通道内,液滴尺寸对流速依赖性较小。在分散相流量为5-6μL/min内,存在临界值,使得液滴在Q_d=0-5μL/min时,液滴尺寸随界面张力的减小而减小,在Q_d=6-10μL/min时,液滴尺寸随界面张力的减小而增大。随着粘度比的增加,液滴尺寸也随之增加,液滴的生成时间增加。