Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1 Гидродинамика однофазных течений и процессы перемешивания в микромиксерах Т-типа 9
1.2 Течения несмешивающихся жидкостей в микроканалах Т-типа 17
1.3 Бесконтактные оптические методы диагностики потоков на микромасштабах 25
1.3.1 Метод цифровой трассерной визуализации микронного разрешения (micro-PIV) 25
1.3.2 Метод лазерной индуцированной флуоресценции для измерения полей концентраций в микроканалах (micro-LIF) 40
1.4 Выводы по главе 1 48
Глава 2. Разработка и развитие оптических методов для измерения полей скорости и концентраций на микромасштабах 50
2.1 Разработка методики micro-PIV 50
2.1.1 Аппаратная часть micro-PIV системы 50
2.1.2 Реализация алгоритмов обработки micro-PIV изображений 52
2.1.3 Результаты тестирования и апробация методики micro-PIV 55
2.2 Разработка методики micro-LIF 64
2.2.1 Установка для проведения micro-LIF экспериментов 64
2.2.2 Расчет пространственного разрешения метода micro-LIF 66
2.2.3 Алгоритм расчета эффективности перемешивания по полям концентраций 72
2.3 Выводы по главе 2 73
Глава 3. Исследование гидродинамики течений и процессов перемешивания в микромиксере Т-типа 75
3.1 Измерение полей скорости в Т-миксере 75
3.1.1 Описание эксперимента 75
3.1.2 Результаты micro-PIV измерений в Т-канале 76
3.2 Измерение полей концентраций в Т-канале 82
3.3 Сравнение экспериментальных micro-PIV и micro-LIF данных с результатами численного моделирования 86
3.4 Выводы по главе 3 91
Глава 4. Экспериментальное исследование течений несмешивающихся жидкостей в Т-образных микроканалах 92
4.1 Описание экспериментов 92
4.2 Результаты визуализации режимов течения 96
4.2.1 Визуализация течения керосин – вода 96
4.2.2 Визуализация течения парафиновое масло – вода 99
4.2.3 Визуализация течения парафиновое масло – касторовое масло 101
4.3 Карты режимов течения несмешивающихся жидкостей 102
4.4 Снарядный режим течения несмешивающихся жидкостей 108
4.5 Выводы по главе 4 115
Заключение 117
Список литературы 119
Список обозначений 127
Список публикаций по теме диссертации 128
