通过脉动流缓解微流控阵列中的堵塞
流体动力学
2022-01-19 v1 软凝聚态物质
摘要
堵塞是悬浮液输运过程中常见的障碍，并在水处理、灌溉、生物制药加工和含水层补给等应用中造成显著的能源与材料成本。与稳态流相比，脉动压力驱动流有助于缓解堵塞。本文通过实验研究了脉动幅度 （其中 为平均压力）以及脉动频率 对使用稀胶体颗粒悬浮液的平行通道微流控阵列中堵塞缓解的影响。该阵列几何结构代表了经典过滤器，具有随时间堵塞的平行孔隙，形成不断生长并可能与其他孔隙相互作用的滤饼。我们将流量测量与孔隙尺度的直接可视化相结合，以将观察到的堵塞动态与流量变化相关联。我们观察到，在 Hz 下所有脉动幅度均比稳态流产生更高的通量。在动态剪切环境下颗粒的重排可延迟孔隙堵塞甚至移除已有堵塞。然而，当频率为 Hz 时该益处大幅降低，而在 Hz 时消失，因为相对于该系统中堵塞及滤饼生长的时间尺度，脉动时间尺度过大。本研究表明脉动流是一种在孔隙与系统尺度上延迟堵塞的有前景的方法。
引用
@article{arxiv.2201.05725,
title = {Clog mitigation in a microfluidic array via pulsatile flows},
author = {Brian Dincau and Connor Tang and Emilie Dressaire and Alban Sauret},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05725},
year = {2022}
}