基于兰姆波在玻璃基板驱动微升油水分离实验

提出了在倾斜玻璃基板上平行安装两片谐振频率为1 MHz的单相叉指换能器(SPT)进行微升级液体油水分离实验探究。结合油水混合液滴在倾斜基板上的受力情况,利用二维Navier-Stokes方程和声流理论建立液滴运动力学模型,分析了微升油水分离时间随各影响因素下的变化关系。理论分析和实验结果表明,影响油水分离时间的因素主要有基板倾角、输入峰值电压和油水混合比例,通过调整影响因素,可以高效地把油水混合液滴进行分离。该研究方法可降低传统油水分离的生产成本,为分离两种不相溶的微升混合液滴提供了新思路。

基于Arduino的显微观测平台的设计

为了模拟纺织品中衣物纤维的吸湿性能,搭建了能操控并观测微小体积(微升)液滴的实验平台。本实验平台将自行编写可执行程序上传到Arduino开发板中控制步进电动机的脉冲信号,使用步进电动机和数码显微镜来达到微观尺度的高精度间距控制和观察。通过控制纤维的间距来观察液滴的形貌变化,发现液滴形貌变化与纤维半径、液滴体积有关。当纤维半径是0.25mm时,小体积液滴(约小于1.2μL)随着间距的增加或者减少形貌具有可逆性,但是(相对的)大体积的液滴(约大于1.2μL)随着纤维间距的变化出现了滞后性。本文的研究对于纤维纺织品的制造和小规模液体的操纵或运输有参考作用。