Droplet mobilization at the walls of a microfluidic channel

毛细管数 毛细管作用 机械 润湿 微通道 物理 接触角 涡流 工作(物理) 微流控 测速 体积流量 流量(数学) 粘度 热力学
作者
Guang Yang,Xu Chu,Visakh Vaikuntanathan,Shanshan Wang,Jingyi Wu,Bernhard Weigand,Alexandros Terzis
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:32 (1) 被引量:35
标识
DOI:10.1063/1.5139308
摘要

The mechanism of dynamic wetting and the fluid dynamics during the onset of droplet mobilization driven by a microchannel flow are not clearly understood. In this work, we use microparticle tracking velocimetry to visualize the velocity distribution inside the droplet both prior to and during mobilization. Time-averaged and instantaneous velocity vectors are determined using fluorescent microscopy for various capillary numbers. A circulating flow exists inside the droplet at a subcritical capillary number, in which case the droplet is pinned to the channel walls. When the capillary number exceeds a critical value, droplet mobilization occurs, and this process can be divided into two stages. In the first stage, the location of the internal circulation vortex center moves to the rear of the droplet and the droplet deforms, but the contact lines at the top walls remain fixed. In the second stage, the droplet rolls along the solid wall, with fixed contact angles keeping the vortex center in the rear part of the droplet. The critical capillary number for the droplet mobilization is larger for the droplet fluid with a larger viscosity. A force-balance model of the droplet, considering the effect of fluid properties, is formulated to explain the experimental trends of advancing and receding contact angles with the capillary number. Numerical simulations on internal circulations for the pinned droplet indicate that the reversed flow rate, when normalized by the inlet flow rate and the kinematic viscosity ratio of the wetting and nonwetting phases, is independent of the capillary number and the droplet composition.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
不安的连虎完成签到 ,获得积分10
刚刚
saturn发布了新的文献求助10
1秒前
qi发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
Mansis发布了新的文献求助10
4秒前
情怀的应助被内向的灭绝采纳,获得10
5秒前
5秒前
科研通AI6.4的应助被xiaoxin采纳,获得10
5秒前
zzz95完成签到 ,获得积分10
5秒前
华仔的应助被devin578632采纳,获得10
7秒前
朴素岂愈发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
小白完成签到,获得积分10
10秒前
丨丨丨完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
心灵美的小伙的应助被PUCK采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
hzc完成签到,获得积分10
13秒前
一心向雨发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
刘飞龙发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI6.4的应助被义气金鑫采纳,获得10
15秒前
16秒前
小马甲的应助被机智的靖荷采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
且泛轻舟完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
xunchang完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Nonlinear vehicle active suspension system control method based on the extended high gain observer 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8001726
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9454220
关于积分的说明 21148795
捐赠科研通 7574366
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3381314
关于科研通互助平台的介绍 2514055
邀请新用户注册赠送积分活动 2415581