實(shí)驗(yàn)名稱:多體系油相液滴交流電場(chǎng)行為控制
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:油-油體系是對(duì)常用含水體系的補(bǔ)充研究,適用于許多與水或水性溶液不兼容的應(yīng)用場(chǎng)合,從藥物制備、涂層和復(fù)合材料生產(chǎn)、到能量收集和管理等等均有廣泛的研究需求,本實(shí)驗(yàn)研究了以官能團(tuán)為分類的不同油相液滴體系,如烷基、烴基、羥基和酯基等,并在電學(xué)和流動(dòng)的耦合條件下,定義了五種典型的液滴行為:“無(wú)影響”、“移動(dòng)”、“變形”、“界面破裂”和“混亂”,提出了流-電耦合場(chǎng)下這一新的無(wú)量綱數(shù)判定準(zhǔn)則。
研究方向?:液滴行為控制
測(cè)試設(shè)備:ATA-7030高壓放大器,信號(hào)發(fā)生器,高速相機(jī),顯微鏡,注射泵等。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
在交流電場(chǎng)控制多體系油相液滴行為的實(shí)驗(yàn)中,高壓放大器是關(guān)鍵設(shè)備之一。實(shí)驗(yàn)人員利用微流控芯片生成油相液滴,然后當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)控制區(qū)域時(shí)通過(guò)高壓放大器(ATA-7030)施加交流電場(chǎng)。高壓放大器的作用是提供足夠的電勢(shì)差,使液滴在電場(chǎng)的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)、變形、分裂、融合等模式。通過(guò)調(diào)節(jié)功放的參數(shù),如電壓和頻率,可以精確控制液滴的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度。實(shí)驗(yàn)者可以觀察液滴在電場(chǎng)中的受力情況,研究其受到電場(chǎng)影響而發(fā)生的形變和運(yùn)動(dòng)行為。高壓放大器在這一過(guò)程中充當(dāng)著調(diào)節(jié)和控制電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)鍵角色,為實(shí)驗(yàn)者提供了一個(gè)可控的平臺(tái),以深入了解油相液滴在電場(chǎng)中的行為控制機(jī)理
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:


圖2:實(shí)驗(yàn)結(jié)果
(1)SO/HDDA(烷基)/MO/HDDA(烴基)體系中,液滴行為電韋伯?dāng)?shù)和毛細(xì)數(shù)的乘積由決定;
(2)d1/Wc為表征通道幾何限制的無(wú)量綱數(shù),在多數(shù)液滴體系研究中都有重要影響;
(3)與水相液滴體系相比,油相液滴的Maxwell-Wagner松弛頻率降低,同時(shí)根據(jù)等效電路模型,低頻會(huì)降低了液滴分壓,因而油相液滴存在明顯的有效頻率范圍。
(4)液滴粘度的提高會(huì)增強(qiáng)了流動(dòng)的剪切力,造成液滴變形并促進(jìn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
(5)EG/HDDA(羥基)體系具有較高的介電常數(shù)和電導(dǎo)率,表現(xiàn)出可控的液滴融合現(xiàn)象,電導(dǎo)率的增加使得交流電場(chǎng)的作用機(jī)制從電場(chǎng)對(duì)液滴的直接作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐旱伪砻鏄O化電荷的相互吸引。
高壓放大器推薦:ATA-7030

圖:ATA-7030高壓放大器指標(biāo)參數(shù)
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