[发明专利]一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法

权利要求书

1.一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，方法包括：

1)配制多分散体系粘弹性流体

2)在微流控芯片的微通道(4)内，微通道的入口端连接压力源(3)，用压力源(3)从入口端将最终的多分散体系粘弹性流体注入微通道内，使得最终的多分散体系粘弹性流体均匀分布在微通道的入口端；

3)通过特定的技术手段使得颗粒在微通道出口端的中线位置形成颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，实现不同颗粒直径的测定；

其特征在于，方法具体还包括：

所述1)配制多分散体系粘弹性流体，具体为：将去离子水与甘油按质量分数77：23的比例混合，获得去离子水和甘油的混合液，接着将聚乙烯吡咯烷酮粉末加入去离子水和甘油的混合液中，获得聚乙烯吡咯烷酮粘弹性流体(2)；再往聚乙烯吡咯烷酮粘弹性流体(2)中加入多分散体系颗粒(1)，使得聚乙烯吡咯烷酮粘弹性流体的密度与颗粒的密度相同，获得多分散体系粘弹性流体，最后往多分散体系粘弹性流体中加入聚乙烯吡咯烷酮粘弹性流体(2)进行浓度的稀释，获得最终的多分散体系粘弹性流体；

所述3)具体为：调节压力源(3)的驱动压力和聚乙烯吡咯烷酮粘弹性流体(2)的流变性质，使得微通道内流场的雷诺数为1-50和流体的弹性数为1-3，调节多分散体系粘弹性流体中颗粒直径，所有颗粒受固定的驱动压力所引起的惯性、粘弹性流体的粘弹性作用和相邻颗粒相互靠近时的排斥力作用而沿流向向微通道下游运动，使得颗粒在微通道出口端的中线位置形成颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，通过颗粒链的结构和颗粒所在位置，实现不同颗粒直径的测定。

2.根据权利要求1所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：所述多分散体系颗粒为微米尺度的固体球形颗粒组成，固体球形颗粒的直径不均匀，颗粒直径范围为10-30μm。

3.根据权利要求1所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：所述微通道为方形截面的直通道。

4.根据权利要求1所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：所述的压力源采用压力泵或注射泵。

5.根据权利要求1所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：所述的颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链具体为：

颗粒之间均匀稳定间距分布的颗粒链；

或者是相邻颗粒之间相互接触并且颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，颗粒链中各个颗粒圆心的连线为直线；

或者是相邻颗粒之间相互接触并且颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，颗粒链中各个颗粒圆心的连线为折线；

或者是颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，颗粒链中各个颗粒圆心的连线为折线，前一部分的相邻颗粒之间相互接触，后一部分的相邻颗粒远离微通道出口端的中线位置，后一部分的相邻颗粒之间相互不接触，颗粒间距变化不稳定。

6.根据权利要求5所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：当调节多分散体系粘弹性流体中颗粒直径使得阻塞率相同时，形成颗粒之间均匀稳定间距分布的颗粒链。

7.根据权利要求5所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：当调节多分散体系粘弹性流体中颗粒直径，使得直径最大的颗粒阻塞率与最小直径颗粒的阻塞率相差0.02-0.06时，形成相邻颗粒之间相互接触并且颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，颗粒链中各个颗粒圆心的连线为直线。

8.根据权利要求5所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：当调节多分散体系粘弹性流体中颗粒直径，使得直径最大的颗粒阻塞率与最小直径颗粒的阻塞率相差0.08-0.1时，形成相邻颗粒之间相互接触并且颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，颗粒链中各个颗粒圆心的连线为折线。

9.根据权利要求5所述的一种流固两相输运中的微尺度颗粒直径测定的方法，其特征在于：当调节多分散体系粘弹性流体中颗粒直径，使得直径最大的颗粒阻塞率与最小直径颗粒的阻塞率相差0.15-0.2时，形成颗粒直径沿流向依次增大的颗粒链，颗粒链中各个颗粒圆心的连线为折线，前一部分的相邻颗粒之间相互接触，后一部分的相邻颗粒远离微通道出口端的中线位置，后一部分的相邻颗粒之间相互不接触，颗粒间距变化不稳定。