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在乳化液的生产中,既要保证离散液滴的快速生成率,又要保证乳化液中的液滴尺度的均匀一致。目前最合适的制备乳化液滴的方法是采用微流体系统法,本课题以液滴动力学和微流体系统为基础,分析不同工况下各物理参数对乳化液滴尺寸和生成频率的影响,对微管道中乳化液离散液滴的生成进行研究。鉴于以往微管道中液滴的研究主要采用的实验方法,本文运用Fluent软件,模拟两种形式的微管道中乳化液滴的生成过程。
本文完成了T型微管乳化液滴的数值模拟计算,经过体积分数的图谱分析,与文献实验中的结果符合的较好,说明文中建立的模型模拟计算微管中的乳化液的形成过程,是可行的。在此基础上,模拟了CF型微管中乳化液滴的形成过程,并针对常规工况下液滴形成的规律进行分析,得出以下结论:其他参数一定时,随着连续相的速度Vc增大,液滴的半径减小,生成时间减少;随着分散相速度Vd增大,液滴的半径增大,生成时间也减少。随着表面张力的增加,液滴的半径增大,液滴的生成的时间也越长。水包油型和油包水型液滴的对比分析可得:在同一模型和工况下,水包油型液滴的三维尺寸明显比油包水液滴的三维尺寸大,生成液滴的时间也相对于油包水液滴要长一些。最后本文初步预测了在特殊工况下CF型乳化液滴中各物理参数对液滴频率和半径的影响。得出的结论与常规情况下基本一致。