低粘度液体及纳米流体微流动特性研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lizhigang3637
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着微机电系统(MEMS)技术的迅速发展,微流体系统也得到了很大的发展,并且其应用前景非常广阔。尽管已有不少前人对微流动系统中气体和液体的流动特性进行了研究,但由于各自的研究方法和条件不同,其研究结论也各不相同,有些甚至得出相反的结论。所以,微流动系统中流体的流动特性仍不十分清楚,还有待于进行深入的研究。   论文以去离子水、低粘度硅油及铜-水纳米流体为对象,对其在微圆管道中的压力驱动流动特性进行了实验研究。   首先,根据压力驱动微流动的特点设计了压力驱动微流动特性试验台及参数测量系统。实验微管道直径范围为10μm~100μm,驱动压力范围为0~1MPa,实验温度控制在25±0.5℃范围。   其次,实验研究了去离子水在亲水性和疏水性(自组装OTS膜)壁面微圆管道及硅油的微流动特性,探讨了微管道直径、长度、壁面性质及液体粘度对流动特性的影响。由于液体在微管道内流动时的雷诺数Re较小,流动均为层流流动,流量-压力特性呈现良好的线性关系。去离子水在较小直径(15μm)亲水性微管道内流动时,存在一个长径比l/d的临界值(在5.38×103-7.69×103之间),当长径比l/d超过临界值时,流量将明显增大;在疏水性壁面微管道内流动时,将出现一定的表面滑移,导致流量有所增大,此现象随微管道直径的增大而更加明显。   第三,制备了质量分数分别为1%和2%的铜-水纳米流体,并采取一定措施提高其稳定性,最大悬浮稳定时间可达30~40小时,并对其在直径25μm和50μm微管道中的流动特性进行了研究。纳米流体在微管道内流动时,流量-压力特性呈现良好的线性关系,可将其假设为液相单相连续流体进行研究。在直径25μm管道内流动时,由于粘度变化以及粒子团聚等因素,使流动摩擦阻力增加以及实际过流截面有所减小导致流量减小;在直径50μm管道内流动时,由于纳米粒子使管道壁面处出现局部不连续而产生局部滑移现象导致其流量增加。   第四,计算了微流动特性实验中的原理性误差,分析了参数测量误差。原理性误差包含了微管道入口和出口处的局部压力损失误差,参数测量误差包含了压力、流量、微管道尺寸等的测量误差,温度和压力的变化引起液体粘度微小的变化也将带来一定的误差,其综合误差在1%~3%之间,表明实验研究的结果是可信的。   最后,针对去离子水和纳米流体的微流动特性,提出了考虑表面速度滑移、表观粘度和纳米流体粘度变化的流量修正方程,并通过实验结果验证了修正方程的正确性。
其他文献
宽体矿用车是目前广泛使用的一种非公路作业车,其工作环境恶劣且承载重量大,宽体矿用车的车架连接着驾驶室、液压举升系统、车箱、动力传动系统等总成或部件,是整车上一个重
随着设备维修保障的经济可承受性要求越来越高,设备的健康状态评估与预测问题受到了广泛的重视.针对上述设备健康状态评估与预测问题,本文通过对近几年设备健康状态进行了总
昨夜,忽然梦见老家院角的那棵桃树.rn大概是在我睡熟的时候,我的心灵到故园神游了一回.还是从那道破旧的大门进去,心中很宁静,没什么值得高兴的,也没什么烦心的事儿.突然间,
新时代的高校网络舆情呈现出话题更为集中 、诉求更为简单,微信 、BBS、微博成为高校网络舆情形成的主要媒介等新特点.然而,在舆情管理中存在着舆情应对体系处置方式被动 、
期刊
随着我国社会经济的快速发展,建筑行业也得到了迅猛的发展,对于建筑也提出了更高的要求,现浇模板施工技术技术的出现,不仅提升了房屋建筑的施工质量,也降低了施工成本,得到广
嵌入式共固化阻尼复合材料作为一种新型的功能复合材料在航空航天工程、精确制导运载器以及高速列车制造领域有着广泛的应用前景,其耐高温性能及在高温环境下的力学性能对其
麦弗逊式独立悬架和齿轮齿条转向器是目前乘用车最广泛采用的形式,但是该种类型车辆的摆振动力学研究还不够深入。考虑到工程实践中在役车辆由于转向系运动副磨损而导致其摆
煤矿斜井架空乘人装置具有经济实用、安全可靠、环境适应能力强等优点,已被普遍应用于井下人员运送中。如果架空乘人装置在正常工作时突发断绳事故,将会严重威胁到煤矿中人员
2002年,北京师范大学管理学院团总支被确定为北京市第三批团建创新试点单位。一年来,团总支准确把握团员青年思想动态、学习和生活实际,以建设“学习型”团组织为目标,通过