Введение.................................................................................................................................................. 4
Глава 1. Обзор литературы.................................................................................................................... 9
1.1. Особенности течения жидкостей в микроканалах................................................................ 9
1.2. Ньютоновские и псевдопластичные жидкости ................................................................... 10
1.3. Течение пседопластичных жидкостей в микроканалах с сужением и расширением ..... 12
1.4. Смешение жидкостей в микрожидкостных устройствах ................................................... 23
1.5. Синтез высокомолекулярных соединений в микрокаплях ................................................ 32
Глава 2. Методы численного моделирования ................................................................................... 39
2.1. Численное моделирование течения несжимаемых жидкостей.......................................... 39
2. 1. 1. Математическая постановка задачи................................................................................ 39
2. 1. 2. Метод объема жидкости................................................................................................... 40
2.1.3. Метод конечных объемов .................................................................................................. 41
2.2. Метод моментов для моделирования кинетики свободно-радикальной полимеризации
......................................................................................................................................................... 44
2.3. Выбор и оптимизация расчетных сеток............................................................................... 45
2.3.1. Течение псевдопластичных жидкостей в канале с сужением и расширением............. 45
2.3.2. Смешение в микрокапле при течении в микроканале с ньютоновской и
псевдопластичной средами .......................................................................................................... 47
2.3.3. Полимеризация в микрокапле при инициировании на границе раздела фаз................ 48
Глава 3. Особенности течения псевдопластичных полимерных сред в каналах с резким
сужением и расширением.................................................................................................................... 50
3.1. Влияние параметров модели Карро-Ясуда на условия бифуркационного перехода. ..... 51
3.2. Влияние геометрических параметров канала с резким сужением и расширением на
условия бифуркационного перехода........................................................................................... 56
3.3. Взаимосвязь бифуркационных переходов и гидродинамического сопротивления
каналов с резким сужением и расширением .............................................................................. 58
Выводы по главе 3......................................................................................................................... 62
3
Глава 4. Смешивание совместимых жидкостей в микрокапле при течении с ньютоновскими и
псевдопластичными средами .............................................................................................................. 63
4.1. Влияние числа Пекле на время смешения жидкостей в микрокапле при течении в
микроканале с ньютоновскими и псевдопластичными средами.............................................. 66
4.1.1. Ньютоновская сплошная среда.......................................................................................... 66
4.1.2. Псевдопластичная сплошная среда................................................................................... 67
4.2. Влияние параметра конфайнмента на время смешения в микрокапле при течении с
ньютоновскими и псевдопластичными средами........................................................................ 72
Выводы по главе 4......................................................................................................................... 75
Глава 5. Моделирование свободно-радикальной полимеризации ................................................. 76
5.1. Свободно-радикальная полимеризация при периодическом фотоинициировании ........ 78
5.2. Свободно-радикальная полимеризация в капле.................................................................. 83
5.2.1. Влияние радиуса капли и концентрации инициатора во внешней среде на скорость
полимеризации.............................................................................................................................. 86
5.2.3. Суспензионная полимеризация н-бутилметакрилата под действием ультразвука ...... 93
5.3. Влияние вихревых течений в микрокапле на скорость полимеризации при
инициировании на границе раздела фаз. .................................................................................... 99
Выводы по главе 5....................................................................................................................... 103
Основные результаты и выводы....................................................................................................... 104
Список литературы ............................................................................................................................ 106
Приложение. Эксперимент по суспензионной полимеризации н-бутилметакрилата................. 124
