T型微小通道內兩相流分流與分離調控研究進展

摘要：T型通道內的兩相流流動和傳遞過程廣泛存在于石油化工、生物制藥、電子冷卻等領域,而伴隨社會進一步微型化、精細化的需求,微小尺度下T型通道內的流動過程及界面受力分析研究的重要性逐漸凸顯。尺度的減小使得流動過程中主導作用力由重力等體積力轉變為毛細力等表面力,界面運動及相作用機理也隨之發生變化;同時,在微尺度下,等徑與非等徑T型微通道使得兩相流流動呈現相分流和相分離兩種具有本質區別的流動規律。從小尺度、微尺度和跨尺度三個方面對T型微小通道內兩相流分流與分離的研究進展進行整理和分析。目前,等徑微通道中相分流的研究多以實驗為主,探索各種因素對兩相分流特性的影響,諸如入口流型、表觀速度、表面張力等;而真正針對非等徑微通道內實現相分離的研究較少,且僅限于關注實現兩相完全分離的條件及分離性能。鑒于微尺度尤其是非等徑跨尺度T型微通道內相分離界面運動復雜、界面受力難于測量等原因,直至如今,相分離過程中的界面受力分析、分離機理以及相分布的主動調控仍是阻擋多孔結構在多相工質中高效利用的關鍵科學問題;急需實驗與數值相耦合的機理研究,最終實現簡單多孔結構在實際多相流場合中的廣泛應用。