用于毛细驱动流的通孔形毛细管被动阀的研制

摘要

根据接触线理论建立了通孔形毛细管被动阀的物理模型,分析了实际加工通孔时带来的扩张角对毛细管被动阀性能的影响,并推导出相应的成立条件.指出被动阀的有效性与液体对壁面的动态接触角、前进接触角和通孔的扩张角有关,实验结果验证了上述结论.根据实验结果,提出了简化的一维模型,用于通孔微阀的设计.通过数值模拟,得到一种新型的收缩形通孔微阀,当来流通道大于4 mm时,微阀有效性不受来流和通孔扩张角大小影响,降低了对通孔的加工要求.去离子水实验表明,当来流毛细数高达4.0×10-3,高度为20 μm的微阀仍有效.