Nghiên cứu hình dạng ổn định của giọt vi chất lỏng trong vi kênh thu hẹp hai pha
Tóm tắt: 109
| 
PDF: 66 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Động lực học giọt
vi kênh thu hẹp
hình dạng giọt
mô phỏng số
vi lưu dựa trên giọt
Tóm tắt
Hệ thống vi lưu dựa trên giọt đang ngày càng phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kỹ thuật phân tích và thí nghiệm. Việc nắm bắt được động lực học của giọt vi chất lỏng là vô cùng quan trọng để điều khiển và thao tác giọt chính xác, qua đó tối ưu hóa thiết kế và hiệu suất của thiết bị. Bài báo này nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố tỷ lệ độ nhớt (λ), tỷ lệ thu hẹp (C), và số mao dẫn (Ca) đến tỷ lệ chiều dài ( ) và tỷ lệ chiều cao ( ) của giọt khi ở trạng thái ổn định trong vi kênh thu hẹp bằng phương pháp mô phỏng số ba chiều (3D). Kết quả cho thấy, ba yếu tố trên có mối quan hệ tỷ lệ thuận đến tỷ lệ của giọt. Trong khi đó, tỷ lệ có mối quan hệ tỷ lệ thuận với λ và tỷ lệ nghịch với Ca và C.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Castillo-León and W. E. Svendsen, Lab-on-a-Chip Devices and Micro-Total Analysis Systems: A Practical Guide. Springer, 2014.
[2] L. Anna, N. Bontoux, and H. A. Stone, “Formation of dispersions using ‘flow focusing’ in microchannels”, Applied Physics Letters, vol. 82, no. 3, pp. 364–366, 2003.
[3] Fu, Y. Wu, Y. Ma, and H. Z. Li, “Droplet formation and breakup dynamics in microfluidic flow-focusing devices: From dripping to jetting”, Chemical Engineering Science, vol. 84, pp. 207–217, 2012.
[4] Fu and Y. Ma, “Bubble formation and breakup dynamics in microfluidic devices: A review”, Chemical Engineering Science, vol. 135, pp. 343–372, 2015.
[5] C. Randall, K. M. Schultz, and P. S. Doyle, “Methods to electrophoretically stretch DNA: microcontractions, gels, and hybrid gel-microcontraction devices”, Lab-on-a-Chip, vol. 6, no. 4, pp. 516–525, 2006.
[6] J. Pipe and G. H. McKinley, “Microfluidic rheometry”, Mechanics Research Communications, vol. 36, no. 1, pp. 110–120, 2009.
[7] N. Christafakis and S. Tsangaris, “Two-Phase Flows of Droplets in Contractions and Double Bends”, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, vol. 2, no. 3, pp. 299–308, 2008.
[8] J. E. Harvie, M. R. Davidson, J. J. Cooper-White, and M. Rudman, “A parametric study of droplet deformation through a microfluidic contraction”, The ANZIAM Journal, vol. 46, 2004, pp. 150–166, 2004.
[9] J. E. Harvie, M. R. Davidson, J. J. Cooper-White, and M. Rudman, “A parametric study of droplet deformation through a microfluidic contraction: Low viscosity Newtonian droplets”, Chemical Engineering Science, vol. 61, no. 15, pp. 5149–5158, 2006.
[10] J. E. Harvie, M. R. Davidson, J. J. Cooper-White, and M. Rudman, “A parametric study of droplet deformation through a microfluidic contraction: Shear thinning liquids”, International Journal of Multiphase Flow, vol. 33, no. 5, pp. 545–556, 2007.
[11] L. Ngo, T. D. Dang, C. Byon, and S. W. Joo, “A numerical study on the dynamics of droplet formation in a microfluidic double T-junction”, Biomicrofluidics, vol. 9, no. 2, pp. 024107, 2015.
[12] J. E. Harvie, J. J. Cooper-White, and M. R. Davidson, “Deformation of a viscoelastic droplet passing through a microfluidic contraction”, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, vol. 155, no. 1, pp. 67–79, 2008.
[13] Galusinski and P. Vigneaux, “On stability condition for bifluid flows with surface tension: Application to microfluidics”, Journal of Computational Physics, vol. 227, no.12, pp. 6140–6164, 2008.
[14] Zhang, J. Xu, B. Hong, and X. Chen, “The effects of 3D channel geometry on CTC passing pressure–towards deformability-based cancer cell separation”, Lab on a Chip, vol. 14, no.14, pp. 2576–2584, 2014.
[15] Liu and Y. Zhang, “Modelling thermocapillarymigration of a microfluidic droplet on a solid surface”, Journal of Computational Physics, vol. 280, pp. 37–53, 2015.
[16] T. Hoang, J. Lim, C. Byon, and J. M. Park, “Three-dimensional simulation of droplet dynamics in planar contraction microchannel”, Chemical Engineering Science, vol. 176, pp. 59–65, 2018.
[17] T. Hoang, V. D. Le, J. M. Park, L. B. T. Truong, “Effect of entry geometry on droplet dynamics in contraction microchannel”, International Journal of Multiphase Flow, vol. 167, 104543, 2023.
[18] Ling, J. M. Fullana, S. Popinet, and C. Josserand, “Droplet migration in a Hele-Shaw cell: Effect of the lubrication film on the droplet dynamics”, Physics of Fluids, vol. 28, 062001, 2016.
[19] D. Le, L. H. T. Do, V. T. Hoang, and Q. B. Tao, “study on effects of entry geometry and fluid parameters on droplet dynamic in contraction microchannel”, The University of Danang - Journal of Science and Technology, vol. 21, no. 3, pp. 6-10, 2023.
[20] Ioannou, H. Liu, and Y. H. Zhang, “Droplet dynamics in confinement”, Journal of Computational Science, vol. 17, pp. 463–474, 2016.
[21] G. Marco Villone, “Three-dimensional shape of a drop under simple shear flow”, Journal of Rheology, vol. 42, no. 2, pp. 395–415, 1998.
[22] R. Kennedy, C. Pozrikidis, and R. Skalak, “Motion and deformation of liquid drops, and the rheology of dilute emulsions in simple shear flow”, Computers & Fluids, vol. 23, no. 2, pp. 251–278, 1994.
[23] T. Hoang, J. M. Park, “A Taylor analogy model for droplet dynamics in planar extensional flow”, Chemical Engineering Science, vol. 204, pp. 27–34, 2019.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jul 31, 2024
Download
Cách trích dẫn
Nguyễn Thanh Tùng, Hoàng Văn Thạnh, Trương Lê Bích Trâm, Lưu Đức Bình, Trần Anh Kiệt, và Phạm Hồng Vinh. “Nghiên cứu hình dạng ổn định của giọt Vi chất lỏng Trong Vi Kênh Thu hẹp Hai Pha”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 22, số p.h 7, Tháng Bảy 2024, tr 22-25, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8866.
