俞炜

（扬州大学电气与能源动力工程学院，江苏 扬州 225127）

液滴微流控是一项在微尺度通道内通过多相流体剪切制备单分散液滴，并对其进行操控的技术。作为微流控技术的重要分支，液滴微流控技术广泛应用于聚变能源、医药、化工、化妆品等工业领域，是物理、化学、材料以及生物医学等多学科交叉领域的前沿研究热点。针对相关学科专业的研究生、本科生开设液滴微流控教学环节已经势在必行。流体力学是液滴微流控技术的应用基础，然而，其中很多概念由高等数学引入，理论性强、数学表达式非线性强，是高度抽象的。如果纯粹从理论知识开展教学，学生听起来比较枯燥，并且无法对液滴微流控过程中液滴的形态变化以及工艺参数的影响产生直观认知。而在微流控技术制备液滴过程中，微通道中雷诺数较小，多相流体以层流形态流动，流动状态容易控制，在显微镜下流动形态十分清晰，故通过实验教学可使学生获得对液滴动力学行为的直观认识。但现有与液滴微流控相关的实验教学、实践培训平台还较为欠缺，难以满足相关专业的实验教学需求，所以，亟需开展液滴微流控实验教学平台的开发。为此，本文将搭建微流控技术制备液滴可视化实验观测教学平台，展示两种流型的相界面演化过程并分析其内在流体动力学机理，帮助学生深入理解认识流体力学的高度抽象理论，提升相关课程的教学效果。

1 教学实验设计

1.1 微流控技术制备液滴可视化实验观测教学平台设计搭建

微流控技术制备液滴可视化实验观测教学平台主要由两相流体输入装置、十字交叉型微通道实验段和高速显微成像装置组成。……