温度调控微通道液滴尺寸：理论与实验研究

本文主要探讨了"温度对微通道中液滴形成的影响规律"，发表于2012年的第7卷第6期，由刘畅、兰文杰、徐建鸿和骆广生等作者在清华大学化学工程联合国家重点实验室完成。研究聚焦于可控温的同轴环管型微通道内的液滴形成过程，选择DMF/硅油体系作为实验对象。研究者们通过调整两相流量和温度，深入分析了液滴形成的理论，并且针对体系中黏度和界面张力随温度的变化，对现有的液滴直径预测模型进行了修正。 实验发现，温度不仅可以直接影响液滴的形成，还能作为一种独立于两相流量比的有效参数来调控液滴的尺寸。当体系中黏度和界面张力对温度的敏感性存在显著差异时，这种温度调控的效果尤为显著。通过理论分析和实验证据，研究人员建立了一个更为精确的数学预测模型，用于预测液滴直径随温度变化的趋势。 论文的核心内容围绕以下几个关键知识点展开： 1. 微通道中的液滴形成机制：研究了温度如何影响微通道内两相流体的混合和分离，从而形成液滴，这是理解微流控系统基本工作原理的重要部分。 2. 理论模型的改进：对已有的液滴形成模型进行了修正，考虑了温度对流体动力学性质如黏度和界面张力的影响，这提升了模型的预测精度。 3. 温度调控作用：温度被证实为一种有效的液滴尺寸控制手段，特别是在体系黏度和界面张力对温度反应不同的情况下，这种调控能力更强。 4. 实际应用价值：这项研究的结果对于微流控设备的设计和优化具有重要意义，尤其是在那些需要精细控制液滴大小和形态的领域，如生物医学、化学反应和微加工等领域。 这篇论文深入探讨了温度在微通道液滴形成过程中的影响，为微流控技术的发展提供了新的理论支持和实践指导。