Влияние конфигурации соединения на формирование микрокапли в Т-образном микроканале
Ф. Ли1, Дж.-М. Мяо2
1Центр общего образования Военной академии Республики Китай, 83059 Каосюн, Тайвань, Китай
fulinlih@gmail.com
2Пинтунский национальный университет науки и технологий, 91201 Пинтун, Тайвань, Китай
jmmiao@mail.npust.edu.tw
Ключевые слова: вычислительная гидродинамика, Т-образный микроканал, конечно-объемная разностная схема, микрокапля, капиллярное число
Страницы: 63-75
Аннотация
Исследуется процесс динамического формирования микрокапель воды при течении силиконового масла в T-образном микроканале. При этом микрокапли воды формируются в соединении, когда перпендикулярно течению силиконового масла в прямой прямоугольный микроканал вводится поток воды. Изучается влияние геометрии ввода потока на гидродинамические характеристики формирования микрокапель воды. Для того чтобы исследовать формирование капли в соединении путем решения нестационарных трехмерных ламинарных уравнений Навье-Стокса, описывающих течение многофазной жидкости, разработана конечно-объемная разностная схема. Показано, что вычисленные значения длины и частоты генерации микрокапель хорошо согласуются с результатами эксперимента в Т-образном микроканале с прямыми и плоскими входами для обоих потоков жидкости (основная модель). Получены эмпирические корреляции между отношением объемных расходов и безразмерной длиной микрокапли или безразмерной частотой генерации капли при фиксированном капиллярном числе 4,7 × 10–3. Показано, что в случае если прямой вход для потока воды меняется на расположенный ниже по течению вход с резким сужением, длина капли уменьшается приблизительно на 21 %.
DOI: 10.15372/PMTF20150207 |
