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
xBiomeOS发布了新的文献求助10
1秒前
wind完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
灵巧如花发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.3应助yuxia采纳,获得10
2秒前
研友_VZG7GZ应助土豆采纳,获得10
2秒前
掉小渣完成签到,获得积分20
2秒前
maguodrgon发布了新的文献求助10
2秒前
xx发布了新的文献求助10
2秒前
nannan0629完成签到,获得积分10
3秒前
任性梦安完成签到,获得积分10
3秒前
雪白的威完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
可爱的函函应助Nikodalas采纳,获得10
4秒前
iris完成签到,获得积分10
5秒前
夏秋完成签到,获得积分10
5秒前
妍大大发布了新的文献求助10
6秒前
juebukeyi应助lihuahui采纳,获得10
7秒前
韶华完成签到,获得积分10
8秒前
研友_VZG7GZ应助海的呼唤采纳,获得10
8秒前
8秒前
好好学习吧就完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.3应助西瓜西瓜采纳,获得80
9秒前
橘子皮完成签到,获得积分10
9秒前
花花完成签到,获得积分10
10秒前
掉小渣发布了新的文献求助10
10秒前
爆米花应助初景采纳,获得10
10秒前
Anoyme完成签到,获得积分10
10秒前
不安的小鸽子完成签到,获得积分10
10秒前
gougoudy完成签到,获得积分10
10秒前
xx完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
rosalia发布了新的文献求助10
11秒前
cdercder应助心灵美兔子采纳,获得10
11秒前
Thorin发布了新的文献求助10
12秒前
田様应助归零采纳,获得10
12秒前
西余完成签到,获得积分10
12秒前
给我文献完成签到,获得积分10
12秒前
平常心完成签到,获得积分10
12秒前
雨之夏日完成签到,获得积分20
13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
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Child and Adolescent Mental Health 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7599066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9175330
关于积分的说明 19644414
捐赠科研通 7175209
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3268433
关于科研通互助平台的介绍 2432938
邀请新用户注册赠送积分活动 2261842