简介:在微流控系统中,稳定、可控的柔性气-液界面可实现声流体颗粒富集、微纳操作、快速气-液反应等各种实际物理和生化应用.微流道内气-液界面的抗流体剪切能力对于增强微尺度下气-液界面的可控性具有十分重要的意义.为此,文章研究了具有高稳定性、高可控性、可阵列化的微尺度驻停气泡现象.利用嵌入局部裂隙的微流道以及与之平行的气体流道,可对驻停气泡的生成和形态进行有效调节,并利用其可控的气-液界面实现多种功能化应用.在此基础上,文章进一步研究柔性可控气-液界面的抗流体剪切能力,对形态变化中的气-液界面受力进行分析,利用仿真和实验手段研究不同状态下气-液界面的形状特征,研究不同的液体驱动压力、裂隙尺寸以及裂隙形状对气-液界面抗剪切能力的影响,并将界面的曲率半径作为气泡驻留与否的判定依据.文章对驻停气泡柔性气-液界面抗流体剪切能力的研究有助于优化其控制方法,增强其控制稳定性并拓展其潜在应用场合.
简介:微尺度流动能够一步到位地制备不同结构和功能、尺寸在微米量级的复合液滴.文章回顾了几种常见的基于复合液滴的微尺度流动方法,包括同轴电雾化、复合流动聚焦、微流控芯片、玻璃微毛细管等,并对各种技术的原理和进展进行了简要概括和分析.在这类流动中,不同种类的流体在一定的几何结构通道或外力场作用下平稳地拉伸成微细射流并最终破碎成复合液滴.在同轴电雾化和复合流动聚焦技术中,从毛细管流出的流体能够形成稳定的锥-射流结构,当外力作用改变时能够形成不同的流动模式.在微流控芯片和玻璃微毛细管技术中,流体被约束在固定管道内,不同管道构型下能够形成不同的流动形态.这些方法都采用纯物理机理,过程稳定、易于操作,制备的复合液滴粒径可控,单分散性好,微观结构可设计,在科学研究和工程实际中具有重要的应用价值.
简介:摘要:以宁波某污水处理厂剩余污泥为试验污泥,在通过微气泡臭氧法可稳定实现污泥减量50%左右,且通过污水厂内现有的生物沥浸技术对经臭氧处理后所剩污泥进行改性,解决了经臭氧处理后污泥难以脱水的问题。使用微气泡臭氧法可有效降低污泥处理成本20%以上。污泥改性后,脱水性能较未经臭氧氧化的原污泥提高46%,较改性前的污泥提高93.7%,泥饼含水率可降至60%,对今后解决污泥处理难题提供一定的实际指导。
简介:为探索溴化锂溶液气泡泵的工作机理,在Inamuro大密度比两相流的格子Boltzmann自由能模型的基础上,以时间邻点替代空间邻点,将参数控制的差分项引入相变的分布函数f_i中,利用二阶迎风差分求解一阶偏导数,利用十四点中心差分格式求解二阶偏导数,将改进模型可模拟的两相流密度比从1000提高到3000,扩展并增强采用格子Boltzmann方法模拟大密度比多相流问题的适应性。通过模拟实际工况下气液密度比为2778的气泡泵垂直管中溴化锂溶液内并排多气泡的上升过程和聚并行为,获得不同初始条件下多气泡的密度场、速度矢量分布图,并对多气泡的运动规律进行分析和总结。研究结果表明,气泡在上升过程中的相互吸引作用和相互排斥作用与气泡群内的气泡大小及其初始位置有关,且气泡间聚并临界距离随着气泡直径的增大或气泡数量的增加而减小。
简介:用热重分析法研究低温条件下(450、500、550和600℃),氢气还原微尺度氧化铁的还原动力学行为。结果表明:随氧化铁粉粒径减小和反应温度升高,初始反应速率加快,后期反应速率减慢。这是因为反应后期生成大量铁须,铁须之间形成搭桥,导致还原后的粉末严重烧结并致密化,阻碍气体的扩散,致使反应速率减慢。且随着粉体粒径减小,粉体表面吸附能增大,粉体致密程度提高,反应后期的粘结现象更加严重,反应速率相应减慢。采用Hancock-Sharp方法分析微尺度氧化铁粉恒温还原的动力学过程,发现前期阶段Fe2O3→Fe3O4,在500℃以下,相界面化学反应的阻力所占的比例较大,表明此阶段的反应控速环节为界面化学反应,温度超过500℃时,则由界面化学反应机理和相转变机理共同控制,点阵结构由Fe2O3的斜方六面体结构转变为Fe3O4的立方结构;后期阶段Fe3O4→Fe,由于粉体发生粘结,还原反应的控速环节转变为扩散控速。
简介:基于Church—Hoff模型从理论上研究了具有有限厚度的单个包膜微气泡在超声辐射下的非线性振动情况.分别研究了膜壳黏弹性对微气泡径向振动、基频成分和谐波成分的影响.径向振动峰值、功率谱基波和谐波的幅值都随着膜壳剪切模量以0.1MPa的间隔从0~10MPa逐渐增大而增大,随着剪切黏性以0.01Pa·S的间隔从0~1Pa·S逐渐增大而减小.次谐波和超谐波成分幅值波动范围大于基波和二次谐波成分,即微气泡膜壳黏弹性对次谐波和基波信号的影响大于对基波和二次谐波的成分影响.这就使得调整微气泡膜壳黏弹性至合适的数值以制备得到具有较好的次谐波和超谐波成像的微气泡这一潜在方法成为可能.最后,任选取基波和谐波成分都较为显著的4对黏弹性处以示说明,其剪切黏性和剪切模量分别为:0.39Pa·S和3.9MPa;0.39Pa·S和6.6MPa;0.39Pa·S和8.6MPa;0.42Pa·S和6.6MPa.