弯曲微通道泰勒段塞

弯曲微通道强化传质

利用弯曲通道诱导的Dean流，实现对泰勒段塞尺寸与生成频率的主动调控，为微反应器中的界面传质强化提供新手段。

Li, Qingyu · Mingqi, Gao · Juanjuan, Qiao · 王贵超 · 陈颂英 · 赵东亚

Physics of Fluids 2026

参数信息

段塞长度预测误差

20 %

技术优势

段塞尺寸可主动调控

弯曲诱导的Dean流改变界面演化，从而主动调节段塞尺寸和生成频率，无需改变通道几何或流体成分。

段塞长度实时可预测

开发了包含流量比、粘度和通道几何影响的无量纲预测模型，预测误差在±20%以内，可实时预测任意位置的段塞长度。

泄漏机制明确

定量揭示了弯曲通道中由Dean涡和径向压力梯度驱动的外侧壁泄漏增强规律，泄漏量随段塞长度和分散相粘度增大而减小。

应用场景

• 微反应器：利用弯曲通道精确控制段塞尺寸，实现液-液反应的均匀混合和传质强化。
• 液滴微流控：通过Dean流主动调节液滴/段塞生成频率和长度，提高液滴微流控的操控精度。
• 传质强化：利用段塞内循环和外侧壁泄漏调控界面更新，显著增强两相传质效率。
• 微通道设计：提供曲率影响的流型图和预测关联式，为弯曲微通道的设计优化提供依据。
• 化学合成：在弯曲微通道中稳定生成均匀段塞，精确控制反应时间和传质，提高合成重现性。