王维萌，马一萍，陈斌

（西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，陕西 西安 710049）

引 言

近年来，以微流控芯片为基础、以操纵微小液滴为手段的微液滴微流控技术发展迅猛，在石油化工、日用医药、环境科学以及化学分析等领域得到了广泛应用[1-2]。微液滴的制备是操控微液滴的前提，利用微通道特殊结构来制备微液滴的方式主要包括T/Y 型交错通道、二维对称流动聚焦通道、三维轴对称共轴聚焦通道[3]以及其他类型如阶梯型微通道[4]等。其中，流动聚焦微通道生成的微液滴尺寸范围较广、大小可控、单分散性较好，且对壁面材料润湿性要求不高而受到人们的关注。

目前，许多研究人员通过实验研究和数值模拟方法对微通道内液液、气液流型以及相关影响因素进行了大量的研究，并且尝试建立一系列理论和模型来预测其各种动力学行为。在实验方面，Umbanhowar 等[5]首先将共轴流动聚焦微通道引入液液两相系统，然后Anna 等[6]与Dreyfus 等[7]将这种三维共轴流动装置改造成一类准二维平面流动聚焦装置，他们发现利用流动聚焦结构微通道生成的微液滴尺寸与通道交叉下游处所设置的狭窄孔道和两相流速有关。Garstecki 等[8]利用十字聚焦微流控装置生成了单分散气泡，其尺寸分布从10 μm 到1000 μm 不等；Takeuchi 等[9]设计制造了一种结构简单、尺寸较小的圆形通道流动聚焦装置。Yobas等[10]和Ong 等[11]应用更加复杂的微制造技术在流动聚焦装置通道交叉处加工了一个圆形孔，从而能够生成尺寸更小、频率更高的微液滴。……