磁性納米液體混合作用與鏈狀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著MEMS的飛速發(fā)展，新的微/納器件層出不窮。然而這些微/納器件中，還有諸多的微尺度流動(dòng)問(wèn)題沒(méi)有得到解決。相對(duì)于宏觀流動(dòng)，微尺度流動(dòng)有著自身的特點(diǎn)。磁性納米液體在微流控中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，針對(duì)磁性納米液體在微混合中的應(yīng)用和其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的研究是當(dāng)前微尺度流動(dòng)研究中的熱點(diǎn)之一。 本文集中研究了微管道中磁性納米液體與去離子水的混合過(guò)程。和靜磁場(chǎng)作用下磁性納米液體中的微結(jié)構(gòu)及其空間分布。主要研究結(jié)果如下： 利用流動(dòng)顯示方法，我們

2、觀測(cè)了Y型微管道內(nèi)磁性納米液體與去離子水的混合過(guò)程。實(shí)驗(yàn)中，Re=0.5-4，磁性顆粒體積分?jǐn)?shù)φ=0.38％～1.54％。外磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=40Gs。計(jì)算了混合效率和兩種液體完全混合所需的距離。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，外磁場(chǎng)作用下，混合距離明顯縮短。隨著體積分?jǐn)?shù)φ的提高，混合在增強(qiáng)。而當(dāng)Re提高時(shí)，混合在減弱。 在外磁場(chǎng)作用下，磁性納米液體內(nèi)部磁性顆粒會(huì)發(fā)生集聚。利用Micro-PIV系統(tǒng)，我們觀測(cè)了靜磁場(chǎng)作用下(H=39.8～59.7