Влияние конфигурации соединения на формирование микрокапли в Т-образном микроканале

Исследуется процесс динамического формирования микрокапель воды при течении силиконового масла в T-образном микроканале. При этом микрокапли воды формируются в соединении, когда перпендикулярно течению силиконового масла в прямой прямоугольный микроканал вводится поток воды. Изучается влияние геометрии ввода потока на гидродинамические характеристики формирования микрокапель воды. Для того чтобы исследовать формирование капли в соединении путем решения нестационарных трехмерных ламинарных уравнений Навье–Стокса, описывающих течение многофазной жидкости, разработана конечно-объемная разностная схема. Показано, что вычисленные значения длины и частоты генерации микрокапель хорошо согласуются с результатами эксперимента в Т-образном микроканале с прямыми и плоскими входами для обоих потоков жидкости (основная модель). Получены эмпирические корреляции между отношением объемных расходов и безразмерной длиной микрокапли или безразмерной частотой генерации капли при фиксированном капиллярном числе $4{,}7\cdot10^{-3}$.
Показано, что в случае если прямой вход для потока воды меняется на расположенный ниже по течению вход с резким сужением, длина капли уменьшается приблизительно на $21\%$.