【摘 要】
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近年来,微流控技术由于其样品消耗少、处理量高、混合时间短、消除交叉污染等优点引起了国内外学者的广泛关注,在化学材料合成、细胞工程和生物检测等诸多领域中均获得了快速的发展。微液滴的产生是微流控的基本操作之一,对其相关机理研究具有十分重要的意义。由于目前在微通道压力研究方向上所做工作较少,本文内容可以对现阶段的研究作补充,并为之后微通道的相关研究提供参考。本文运用实验手段在低毛细管数下(小于0.01)
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近年来,微流控技术由于其样品消耗少、处理量高、混合时间短、消除交叉污染等优点引起了国内外学者的广泛关注,在化学材料合成、细胞工程和生物检测等诸多领域中均获得了快速的发展。微液滴的产生是微流控的基本操作之一,对其相关机理研究具有十分重要的意义。由于目前在微通道压力研究方向上所做工作较少,本文内容可以对现阶段的研究作补充,并为之后微通道的相关研究提供参考。本文运用实验手段在低毛细管数下(小于0.01)分别测得了T型、流动聚焦型两种微通道下,液滴生成的过程中连续相、分散相以及出口处的压力变化。通过控制改变各相的流体流量大小,在对比所测得的不同流量条件下产生液滴过程中通道内压力的变化趋势后,发现了两种类型的微通道所表现出的压力性质具有一致性。与此同时计算出在出口通道上的平均能量损失,结果表明该值并非固定不变而与输入流量的大小相关。在对测量结果进行分析后本文还得到产生液滴过程中分散相上的压力波动幅值与输入流量改变无关,而是应该具有一个稳定值。此外,本文还研究了在一定距离的外部管路上施加振动时对液滴生成和通道内各处压力的影响。探讨了在T型通道的不同管路上施加振动的实验效果,以及通过改变机械振动的强度和频率等参数设置探究了流动聚焦微通道外部管路施加振动下振动的最大加速度值与由振动引起微通道内压力波动的幅值两者间的关系。以此导出了外加振动下微通道内的压力波动模型,并进行了实验验证。
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