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课题组雷达论文被Colloid and Interface Science期刊收录
发布者: 李云 | 2018-06-15 | 918

 

多孔介质中的气液驱替发生在众多的工业或自然过程中,然而对于毛管数Ca小于10-5,邦德数Bo小于10-4条件下,两相驱替过程的压力-流量关系和接触角-速度关系仍然是模糊的。海洋环境与工程应用课题组通过搭建微通道实验测试平台研究了气-液相界面在微孔道中的前进及后退过程。该测试平台可以实时追踪微管道内相界面的移动,识别并测量显微图像中相界面的接触角及其位置随时间变化,获得相界面速度。实验发现,在低毛管数情况下(10-9<Ca<10-5),接触角基本不随速度变化,但前进接触角θadv和后退接触角θrec都存在临界值,且满足线性关系。进而我们提出了新型双角模型,与不同实验数据进行对比体现了很好的相关性。该研究发表在Journal of Colloid and Interface ScienceLei D, Lin M, Li Y, et al., 2018, 44(5):1749. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.02.074),获得中科院A类先导专项、国家自然科学基金委、“973计划”国家重点基础研究项目、重大国家科技专项的资助。

1. 实验系统的示意图,电动平台按照控制可按照任意给定速度往驱替相反方向移动,以保持相界面始终处于显微镜观察范围中

 

a                                        b

c

2. 图像识别结果:(a80微米宽的孔道内相界面原始图片,(b)蓝线微孔道壁面,红色方块接触点,红线相界面在接触点的切线,(c)图像测量得到的变量包括两个接触角θ1θ2,接触点到图像左端的距离d1d2,电动平台的位移s,进口压力Pi,由于出口与大气连通,因此总压降为ΔP=Pi

图3. 后退角θrec与前进角θadv之间存在线性关系,对比了不同的实验,系数k可以表征不同的表面特性