溫度及壁面剪切率對20μm圓管內簡單液體流動特性的影響.pdf

1、本文介紹了高低壓實驗臺及恒溫系統(tǒng).同時介紹了高壓下結合了粘壓修正及滑移條件的管流P~Q關系.本文進行了低壓下20μm微管內水及酒精在0~40℃的P~Q特性實驗研究,來探索溫度對微流動P~Q特性的影響.實驗結果表明,與物理化學手冊給出的實驗數(shù)據(jù)進行比較,本組實驗得出數(shù)據(jù)在不確定度范圍內,沒有表現(xiàn)出溫度對微流動P~Q特性的影響.本文在低壓恒溫系統(tǒng)的基礎上發(fā)展了微管粘度計.應用絕對測量法,粘度計的不確定度±2.4﹪;應用相對測量法,粘度計的不

2、確定度±1.8﹪.溫度調節(jié)范圍0~40℃.微管粘度計結構特點為:實驗段采用微管、制冷/加熱方式采用熱電效應、流量測量采用光電法.結構特點帶來的性能特點為:所需液體為微升級(比現(xiàn)有商用超微量粘度計所需液體低一個量級以下),同時為毛細管粘度計的微型化提供了可能.本文同時還介紹了0~40MPa壓力下,在石英微管及鍍過OTS疏水膜后的20μm石英微管內,去離子水和異丙醇兩種液體的P~Q特性,實驗液體選用了去離子水及純度大于99.7﹪的異丙醇.圓

3、管壁面剪切率達到8×10<'5>s<'-1>(比現(xiàn)有文獻中實驗壁面剪切率高一個數(shù)量級),實驗雷諾數(shù)小于65.實驗結果表明在高壓,高剪切率作用下,微管壁面處發(fā)生滑移:親水壁面處去離子水滑移長度幾乎與剪切率的0.78次方成正比,達到270nm;異丙醇的滑移長度幾乎與剪切率的0.67次方成正比,達到200nm.在同樣剪切率下異丙醇的滑移長度大于去離子水.在疏水壁面處去離子水和異丙醇的無量綱阻力系數(shù)隨著壓力的提高而下降,液體在微管壁面處發(fā)生了滑