微流控技术中液滴聚并的研究进展
2021-11-03郭未希朱春英付涛涛马友光
化学工业与工程 2021年5期
郭未希,朱春英,付涛涛,马友光
(天津大学化工学院,化学工程联合国家重点实验室,天津 300072)
近年来,微流控装置的开发及其在微化工技术、生物技术、微机电系统和微分析系统等方面的应用取得了重大进展[1-2]。微通道是微化工设备中微反应器的重要组成部分,其特征尺度在十到几百微米级别[3]。在微观尺度下,由于通道对流体流动限制作用较强、通道壁面与流体接触面积很大等因素的影响,微通道内流体的流动过程及物质传递和反应速度都与常规通道内有所不同,已有基于宏观尺度的相关理论难以适用。微流控技术具有热质传递效率高、可控性好及操作便利等特点[4-9],是实现高效、低能耗、环境友好的新型化工过程的有效途径。
微通道内的多相流是微化工技术的主要研究方向之一,其中,液液两相流在许多重要的化工过程中都有广泛应用,例如乳化、结晶、萃取等[10-12]。液滴的生成[11,13-16]、破裂[17-26]、聚并[12,27-31]、流动[32-35]等调控过程是液液两相流研究中的主要内容。为了实现微流控技术在生物[36],医学[37]和化工[38]领域的应用,精确的液滴调控具有重要意义。作为液滴流动行为的一个重要分支[39],聚并能够引入样品试剂,加速液滴内流体混合[40]或促成化学反应[41-42]。此外,它还可应用于纳米粒子合成、凝胶粒子制备等研究中[43-44]。因此对微通道内液液两相流中液滴的聚并进行研究具有重要意义。本论文针对液滴的聚并方式、聚并动力学、聚并过程的流场演化等内容的研究现状进行了系统的综述。……
登录APP查看全文
