基于水动力空化的微通道设备研究进展

作     者：张金凤 徐笑 赵东波 张静 王禹涵 ZHANG Jinfeng;XU Xiao;ZHAO Dongbo;ZHANG Jing;WANG Yuhan

作者机构：江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 江苏大学能源与动力工程学院 

出 版 物：《江苏大学学报(自然科学版)》 (Journal of Jiangsu University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第45卷第06期

页      面：666-675页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：江苏省产业前瞻与关键核心技术重点项目(BE2019009-1) 

主　　题：微通道设备 微流体技术 限流元件 工作流体 通道粗糙度 水动力空化 空化流型 

摘      要：针对微通道设备中的水动力空化现象，从限流元件的几何形状及尺寸、工作流体和通道粗糙度3个方面分析了其影响规律.限流元件的常见形状主要有微孔、微文丘里、微隔膜和微柱，不同几何形状的限流元件具有不同的空化流动特性；限流元件自身的尺寸参数以及尺寸缩小引起的尺度效应都对空化流型起着重要作用.常用的工作流体包含去离子水、乙醇、磷酸盐缓冲盐水（PBS）、制冷剂（R-123）、聚乙烯醇（PVA）微泡（MBs）悬浮液、全氟戊烷（PFC5）悬浮液、二氧化钛（TiO2）纳米颗粒悬浮液、多元液体混合物等；与水相比，其余工作流体均不同程度地提高了空化强度.粗糙度的引入主要体现于通道的表面粗糙元件和侧壁粗糙元件，其空化强度相较于光滑表面得到明显提高.微通道水动力空化设备主要应用于能量收集、液相剥离和生物医学领域.基于近年来国内外对微尺度水动力空化的研究现状，设想了微通道设备中的水动力空化现象的潜在研究方向及应用趋势.