王炳捷，李辉，杨晓勇，白志山

（华东理工大学机械与动力工程学院，上海，200237）

过程强化是实现绿色工艺的关键技术，通过小尺寸和小型化设备的发展，降低单位能耗及副产品生成，并最终达到提高生产效率、降低生产成本、提升安全性和减少环境污染的目的。然而，小尺寸紧凑型设备的发展也给其中流体动力学特性和运动行为的研究带来了新的挑战，特别是多相流体系[1-3]。与传统的宏观大尺寸系统相比，借助微通道控制的两相流体具有比表面积大、传递距离短、混合速度快等优点，可以减少传质限制，以获得更好的性能[4]。因此，液液微流控体系在化学反应[5]、液液萃取[6]、生物分析[7]、结晶过程调控[8]以及结构性材料制备[9]等领域取得了重大进展。为了分析操作条件、流体性质以及通道结构对多相流的影响，当前已经从试验角度开展了许多有益的研究[2-3,10-13]。

根据以往的试验研究，微通道内两相流间的相互作用及动力学行为受到许多参数的影响，如两相流速、两相黏度、界面张力、微通道结构及壁面润湿特性等。同时，预测微通道装置中液滴尺寸及成型机制的理论分析仍然比较复杂，且准确性不足[14-15]。因此，仅靠试验研究或理论分析很难对微通道中两相流动现象和特性有全面的了解。与此同时，微流控系统中参数的测量和流场特性的获取也是极为困难的工作。由于这两个原因，目前微流控系统理论多为经验研究所得。

此外，液滴和气泡在复杂几何结构中的运动对于许多科学和工程应用而言非常重要。……