李 鵬， 閆雪梅, 孫麗霞， 張玉峰， 樊明旭， 秦宏偉

(1.北華大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 吉林 吉林 132021; 2.中國(guó)空間技術(shù)研究院北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部， 北京 100086)

引言

微細(xì)氣泡通常是指直徑在百微米量級(jí)的氣泡，因此具有比表面積大、上升速度慢、表面帶電、自身增壓溶解、傳質(zhì)效率高、能產(chǎn)生羥基自由基等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于城市水體改善[1]，工程廢水[2]、污水的循環(huán)利用[3]，醫(yī)學(xué)研究[4]，船舶減阻，水體增氧等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，如何精準(zhǔn)、定量的獲得微細(xì)氣泡是一直阻礙行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。隨著微流控技術(shù)的快速發(fā)展， 通過(guò)精準(zhǔn)控制微通道中的氣、 液相互作用過(guò)程， 使得微細(xì)氣泡均勻定量可控生成變?yōu)榭赡躘5-6]。通過(guò)研制具有同軸、T形、Y形等微通道結(jié)構(gòu)的微流控芯片，監(jiān)測(cè)不同輸入壓強(qiáng)、流量下氣泡生成過(guò)程的變化，從而實(shí)現(xiàn)微細(xì)氣泡的定量可控生成[7]。近些年，隨著有限元理論在工程實(shí)際中的深度應(yīng)用，針對(duì)二相流動(dòng)的數(shù)值模擬被廣泛關(guān)注，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，能夠更加直觀形象地描述微細(xì)氣泡在微通道中的生長(zhǎng)過(guò)程，并大大簡(jiǎn)化了試驗(yàn)階段的繁瑣工作。

針對(duì)微通道中二相流數(shù)值模擬的方法主要包括水平集法、流體體積法和水平集-流體體積耦合法等。通過(guò)改變不同的物理模型、模型邊界參數(shù)、輸入輸出參數(shù)，以及改變流體的表面張力、動(dòng)力黏度等參數(shù)，對(duì)氣泡的生成體積、生成時(shí)間等氣泡生成特性的影響因素進(jìn)行探究。2011年，陳彬劍[8]基于流體流動(dòng)連續(xù)介質(zhì)模型，利用水平集法開(kāi)展了T形微通道中液滴生成過(guò)程的三維數(shù)值模擬研究，獲得了連續(xù)相流率對(duì)液滴形成的尺寸影響趨勢(shì)。隨后，黃樂(lè)平[9]、王佳男等[10]、梁曉光等[11]、潘良高等[12]以及袁希鋼等[13]都對(duì)于微通道內(nèi)氣液二相流型的數(shù)值模擬進(jìn)行了研究，分析了微通道內(nèi)氣液二相流的表面張力、重力、入口幾何結(jié)構(gòu)、液體黏度、氣液流速等因素對(duì)氣泡生成過(guò)程的影響趨勢(shì)。2019年，王寶和等[14]對(duì)固定壁面上納米液滴的分子動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了數(shù)值模擬，探究了水分子數(shù)、能量系數(shù)、溫度等對(duì)于氣、液界面厚度的影響趨勢(shì)。此外，WONG V L等[15]開(kāi)展了T形微通道中2種不混溶液體相互作用形成破碎液滴的數(shù)值模擬試驗(yàn)，探究了液體流速、黏度、兩相界面張力等因素對(duì)剪切脫離液滴形成的影響，為非牛頓流體中液滴的形成提供了研究基礎(chǔ)。

本研究以T形微通道中的微細(xì)氣泡生成過(guò)程為研究對(duì)象，基于COMSOL開(kāi)展微通道中的氣、液二相流相互作用過(guò)程數(shù)值模擬，獲得氣泡生成過(guò)程中不同時(shí)刻的輪廓圖像，分析氣體壓強(qiáng)、液體流量、氣體流道寬度、混合界面潤(rùn)濕性等環(huán)境參數(shù)對(duì)氣泡脫離體積、生成時(shí)間等生成特性的影響趨勢(shì)，開(kāi)展微細(xì)氣泡生成特性測(cè)試試驗(yàn)，以驗(yàn)證微細(xì)氣泡生成過(guò)程數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 T形微通道中氣液二相流的作用機(jī)制

T形微通道中氣泡的生成主要依靠液相對(duì)氣相的流動(dòng)剪切作用，如圖1所示。當(dāng)氣體通入到流動(dòng)的液體中時(shí)，由于表面張力的作用，在液體表面立即會(huì)形成一個(gè)凹透鏡型的平面來(lái)阻止氣體進(jìn)入。隨著氣流的沖擊力變大，液體表面的變形緩慢增大，最終形成液滴狀的非球形泡體。非球形泡體的生長(zhǎng)主要受到氣體動(dòng)力、液體推力、表面張力和慣性力的作用，液體推力會(huì)對(duì)生長(zhǎng)中的泡體起到橫向剪切的作用，導(dǎo)致泡體在氣體通道端口處產(chǎn)生頸縮，最終在液流剪切作用下脫離，從而形成單個(gè)氣泡。

圖1 T形微通道中液流剪切生成微細(xì)氣泡原理

T形微通道中氣泡的脫離視為4種外力相互作用達(dá)到平衡，而T形微通道中氣泡的受力方向和受力點(diǎn)均隨著生成過(guò)程的變化而發(fā)生變化。在液流剪切式微細(xì)氣泡生成過(guò)程可劃分為以下4個(gè)生成階段：

(1) 初始階段，氣泡開(kāi)始生成但是體積較小；

(2) 生長(zhǎng)階段，已經(jīng)能明顯觀察到生成的氣泡，并且體積在迅速增加；

(3) 延伸階段，氣泡體積沒(méi)有明顯增加，軸向距離拉長(zhǎng)；

(4) 頸縮斷裂階段，軸向距離達(dá)到最大，氣泡頸部縮小，氣泡脫離。

2 基于COMSOL的微細(xì)氣泡生成過(guò)程仿真建模

T形微流道仿真模型結(jié)構(gòu)尺寸及流體流向關(guān)系如圖2所示。液體微通道長(zhǎng)a為3.5 mm，深b為100 μm，寬c為500 μm；氣體通道長(zhǎng)f為500 μm。為減小計(jì)算量，節(jié)約仿真時(shí)間，模型長(zhǎng)度僅取500 μm。在進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)以o點(diǎn)作為參考坐標(biāo)原點(diǎn)，以o-y-z平面作為對(duì)稱(chēng)面，選取模型左半部分作為數(shù)值模擬對(duì)象，以簡(jiǎn)化仿真計(jì)算周期。

圖2 T形微通道仿真幾何模型及流體流向

在圖2中，液體由水平液體通道右端入口進(jìn)入，氣體由垂直于液體通道的氣體通道入口進(jìn)入，氣液二相流體在T形結(jié)構(gòu)交匯處匯聚并相互作用，在液體的流動(dòng)剪切作用下生成微細(xì)氣泡，生成后的微細(xì)氣泡在液體流速的推動(dòng)下經(jīng)由氣液混合物出口流出。

2.1 邊界條件

在T形微通道仿真模型中，不考慮熱量交換，液體流動(dòng)形式為理想牛頓流體，流動(dòng)性質(zhì)為層流，雷諾數(shù)遠(yuǎn)小于1，該模型的邊界條件設(shè)置如下：

(1) 速度入口邊界條件：在速度入口處，液相和氣相均設(shè)置為均勻恒定流速，無(wú)梯度分布，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)變量輸入條件，液體速度設(shè)置為vl，氣體速度設(shè)置為vg；

(2) 出口壓力邊界條件：氣液混合物出口為恒定壓力出口，壓力值為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；

(3) 對(duì)稱(chēng)邊界條件：取整體模型的1/2部分參與仿真計(jì)算，并將o-y-z平面設(shè)置為對(duì)稱(chēng)基準(zhǔn)面；

(4) 微通道潤(rùn)濕壁邊界條件：設(shè)置仿真模型微通道壁面為潤(rùn)濕性，其潤(rùn)濕程度可以通過(guò)設(shè)定壁面靜態(tài)接觸角來(lái)確定，潤(rùn)濕壁滑移長(zhǎng)度設(shè)置為10 μm。

2.2 網(wǎng)格劃分

仿真模型的網(wǎng)格劃分選擇COMSOL Multiphysics自主劃分網(wǎng)格，即物理場(chǎng)控制網(wǎng)格，格式選擇常規(guī)。

2.3 控制方程

在進(jìn)行細(xì)氣泡生成特性數(shù)值模擬過(guò)程中，主要應(yīng)用二相流理論和水平集方法，建立仿真模型時(shí)采用的控制方程包括Navier-Stokes方程、連續(xù)性方程、水平集方程，如式(1)～式(3)所示：

(▽u)T)+σkδn]

(1)

▽·u=0

(2)

(3)

式中，ρ為流體密度；u為流體速度向量；t為時(shí)間；p為總壓力；I為單位矩陣；μ為流體動(dòng)力黏度；σ為表面張力系數(shù)；k為流體界面的曲率；δ為二相流界面函數(shù)；n為指向液滴的界面單位法線向量，σkδn定義為作用在二相流界面上的表面張力；φ為水平集函數(shù)；γ為重新初始化參數(shù)；ε為界面厚度控制參數(shù)。

將式(1)和式(2)得出的速度場(chǎng)應(yīng)用于水平集方程式(3)中，促進(jìn)連續(xù)相突破二相界面進(jìn)入分散相，使得二相平滑過(guò)渡，從而減小Navier-Stokes方程解的數(shù)值振蕩。式(1)中的流體密度ρ和動(dòng)力黏度μ可表示為:

ρ=ρl+(ρg-ρl)φ

(4)

μ=μl+(μg-μl)φ

(5)

式中，ρl為液體密度；ρg為氣體密度；μl為液體動(dòng)力黏度；μg為氣體動(dòng)力黏度。

3 T形通道中的微細(xì)氣泡生成特性影響因素分析

在分析微流道中的微細(xì)氣泡生成過(guò)程時(shí)，常用脫離體積Vb和生成時(shí)間tg這2個(gè)參數(shù)來(lái)表征微細(xì)氣泡的生成特性。其中，脫離體積是指微細(xì)氣泡在脫離氣體通道瞬間時(shí)的體積，生成時(shí)間是指生成單個(gè)完整氣泡所用的時(shí)間。因此，本節(jié)通過(guò)開(kāi)展數(shù)值模擬分析，獲得不同氣體壓強(qiáng)、液體流量、混合界面潤(rùn)濕性、氣體通道寬度下的微細(xì)氣泡脫離體積和生成時(shí)間變化趨勢(shì)，從而分析各因素對(duì)微細(xì)氣泡生成特性的影響。

在建立T形微通道仿真模型過(guò)程中，除了要確立邊界條件中的各物理參數(shù)，還需要給出氣液二相流體的固有屬性參數(shù)作為仿真模型中的初始條件，如表1所示。

表1 同軸聚焦模型初始條件設(shè)置參數(shù)表

當(dāng)氣體通道寬度wg設(shè)置為0.15 mm、液體流量Ql為45 mL/h、氣體壓強(qiáng)pg為50 kPa、液體為2%的PVA溶液、接觸角αc為120°時(shí)，仿真過(guò)程三維圖像如圖3所示，截取不同時(shí)刻下的氣泡生長(zhǎng)圖像如圖4所示。

圖3 T形微通道中微細(xì)氣泡生長(zhǎng)過(guò)程仿真模擬

從圖4中可以看出，氣泡在先后經(jīng)過(guò)初始階段、生長(zhǎng)階段、延伸階段以及頸縮斷裂階段后形成獨(dú)立不規(guī)則球體，這與T形微通道中的微細(xì)氣泡生成過(guò)程假設(shè)相一致。

圖4 不同時(shí)刻下的微細(xì)氣泡生長(zhǎng)過(guò)程仿真結(jié)果

3.1 因素I：氣體壓強(qiáng)pg

在數(shù)值模擬過(guò)程中，將液體流量Ql固定為45 mL/h，分別向氣體通道中通入壓強(qiáng)為60, 65, 70, 75 kPa氣體時(shí)，獲得脫離體積Vb和生成時(shí)間tg隨氣體壓強(qiáng)pg變化趨勢(shì)如圖5所示。

圖5 不同氣體壓強(qiáng)下的微細(xì)氣泡生成特性仿真結(jié)果

當(dāng)氣體壓強(qiáng)由60 kPa增大到75 kPa時(shí)，氣泡脫離體積從0.0072 mm3上升到0.0096 mm3，生成時(shí)間由14.9 ms縮短至9.5 ms，可見(jiàn)氣泡脫離體積隨氣體壓強(qiáng)的增大而增大，生成時(shí)間隨氣體壓強(qiáng)的增大而減小，且趨勢(shì)呈非線性。當(dāng)液體流量恒定而單純?cè)龃髿怏w壓強(qiáng)時(shí)，則氣體動(dòng)力隨之增大，進(jìn)而增大了克服表面張力和橫向液體推力的能力，縮短了所需時(shí)間，使得氣泡的膨脹體積變大、生成時(shí)間減小。

3.2 因素II：液體流量Ql

將氣體壓強(qiáng)pg固定為55 kPa，分別向液體通道中通入流量為25, 30, 35, 40 mL/h的PVA溶液時(shí)，獲得脫離體積Vb和生成時(shí)間tg間隨液體流量Ql變化趨勢(shì)如圖6所示。

圖6 不同液體流量下的微細(xì)氣泡生成特性仿真結(jié)果

由圖6知，當(dāng)液體流量由25 mL/h遞增到40 mL/h后，氣泡脫離體積從0.0161 mm3縮減至0.0063 mm3，生成時(shí)間由14.4 ms增加到34.4 ms?？梢?jiàn)當(dāng)氣體壓強(qiáng)恒定時(shí)，氣泡脫離體積隨液體流量的增大而呈減小趨勢(shì)，生成時(shí)間隨著液體流量的增大呈劇烈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。從微細(xì)氣泡生長(zhǎng)受力過(guò)程的角度分析，當(dāng)液體流量增大時(shí)，液體推力也隨之增大，從而在橫向上對(duì)微細(xì)氣泡的剪切作用越強(qiáng)，減小了氣泡的膨脹體積。與此同時(shí)，液體流量的增大使得生成完整氣泡所需的臨界氣壓也隨之增大，而當(dāng)氣體壓強(qiáng)低于臨界氣壓時(shí)將出現(xiàn)液體回流或?qū)恿?，可?jiàn)液體流量逐漸增大時(shí)原本恒定的氣體壓強(qiáng)逐漸接近氣泡臨界氣壓，氣體動(dòng)力克服表面張力和液體推力的能力減弱，從而延長(zhǎng)了氣泡生長(zhǎng)時(shí)間。

3.3 因素III：氣體通道寬度wg

在模型中，分別固定氣體壓強(qiáng)pg為60 kPa、液體流量Ql為45 mL/h，將氣體通道寬度wg分別設(shè)定為0.15, 0.2, 0.25 mm時(shí)，重新劃分網(wǎng)格，開(kāi)展微細(xì)氣泡生成過(guò)程數(shù)值模擬，可獲得不同氣體通道寬度下微細(xì)氣泡脫離體積Vb、生成時(shí)間tg變化曲線，如圖7所示。

圖7 不同氣體通道下的微細(xì)氣泡生成特性仿真結(jié)果

當(dāng)氣體通道寬度由0.15 mm拓寬到0.25 mm時(shí)，氣泡脫離體積由0.0072 mm3上升到0.0139 mm3，生成時(shí)間由14.9 ms縮短至7 ms。當(dāng)液體流量和氣體壓強(qiáng)恒定時(shí)，氣體通道寬度越大則微細(xì)氣泡的脫離體積越大，氣泡生成時(shí)間隨著氣體通道寬度的增大而減小。

3.4 因素IV：混合界面潤(rùn)濕性(接觸角αc)

在微細(xì)氣泡生成過(guò)程中，氣泡下邊緣與液流通道間夾雜液體，此位置為氣-液-固三相交界面，稱(chēng)為混合界面，此界面的潤(rùn)濕性將直接影響氣泡生成特性。由于液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度通常用接觸角αc的大小來(lái)表示，因此通過(guò)調(diào)整仿真模型中的接觸角，分析微細(xì)氣泡生成特性變化趨勢(shì)。當(dāng)氣體壓強(qiáng)pg為60 kPa、液體流量Ql為45 mL/h時(shí)，微細(xì)氣泡在不同接觸角下的生成過(guò)程如圖8所示。

圖8 不同接觸角下的微細(xì)氣泡生成過(guò)程仿真圖像

從圖8中可以看出，當(dāng)接觸角大于45°后，微通道中逐漸生成連續(xù)穩(wěn)定的微細(xì)氣泡，并且在45°～135°之間，微細(xì)氣泡的表觀尺寸隨著接觸角的增大而增大；當(dāng)接觸角大于135°后，氣泡表觀尺寸隨著接觸角的增大而減小。上述現(xiàn)象直觀地反應(yīng)了T形通道中混合界面的潤(rùn)濕性對(duì)微細(xì)氣泡生長(zhǎng)過(guò)程的影響。微細(xì)氣泡生成特性隨接觸角變化趨勢(shì)如圖9所示。

圖9 不同接觸角下微細(xì)氣泡生成特性數(shù)值模擬結(jié)果

在3組不同氣體壓強(qiáng)、液體流量組合參數(shù)條件下，當(dāng)接觸角小于30°時(shí)，T形微通道內(nèi)因出現(xiàn)層流流動(dòng)而均無(wú)氣泡生成。當(dāng)接觸角由30°增大到180°時(shí)，氣泡脫離體積總體隨著接觸角增大呈先增大后減小的態(tài)勢(shì)，并在135°出現(xiàn)體積峰值。從圖中可看出，75°和135°的接觸角分別是氣泡脫離體積明顯增大和明顯減小的過(guò)渡點(diǎn)。而當(dāng)接觸角在45°～80°之間，氣泡生成時(shí)間緩慢增長(zhǎng)，且最大生成時(shí)間小于4 ms；當(dāng)接觸角大于80°后，氣泡生成時(shí)間開(kāi)始快速增長(zhǎng)，當(dāng)接觸角在120°附近出現(xiàn)生成時(shí)間峰值，在峰值點(diǎn)之后氣泡生成時(shí)間均隨接觸角的增大而緩慢縮短?？梢?jiàn)，T形型微通道中若要更快獲得更小的微細(xì)氣泡，除了控制液體流量和氣體壓強(qiáng)外，還需要使混合界面具有較強(qiáng)的疏水性或親水性。

4 微細(xì)氣泡生成特性影響因素試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 T形微通道微流控芯片

T形微通道微流控芯片如圖10所示，該芯片中刻蝕有呈T形結(jié)構(gòu)交叉分布的氣體通道和液體通道，芯片設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處是將3路不同寬度的氣體通道集成在1塊芯片上，即充分利用了芯片結(jié)構(gòu)空間，又節(jié)約了芯片研制成本。芯片總體尺寸45 mm×45 mm，所有微通道寬度均為100 μm。圖10中B，C，D為3路氣體通道，寬度分別為0.15, 0.2, 0.25 mm，A～E為液體通道，寬度為0.5 mm，每條微通道的末端均留有相對(duì)應(yīng)的流體入口。在該微流控芯片中，液體和氣體分別從對(duì)應(yīng)的液體入口和氣體入口流入微通道中，氣液二相流體在T形結(jié)構(gòu)垂直交匯處(氣泡生成區(qū))相遇并根據(jù)液流剪切原理生成微細(xì)氣泡。

圖10 T形微通道微流控芯片及其流道參數(shù)

4.2 微細(xì)氣泡生成特性測(cè)試系統(tǒng)

微細(xì)氣泡生成特性測(cè)試系統(tǒng)如圖11所示，探究試驗(yàn)中，儀器設(shè)備的選用與同軸流動(dòng)聚焦試驗(yàn)中相同，即選用標(biāo)準(zhǔn)10 L容量氮?dú)馄孔鳛楣庠?，微量注射?Harvard 704500)作為供液源；利用減壓閥(YQD-4)、精密氣壓調(diào)節(jié)器(OMEGA PRG200-25)和精密數(shù)字壓力表(YK-100)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)氣體壓強(qiáng)；利用顯微鏡(Olympus CX21)和高速攝像機(jī)(Phantom v12.1)組成的高速顯微觀測(cè)系統(tǒng)作為圖像采集單元，采集氣泡在生長(zhǎng)過(guò)程中的圖像。

圖11 微細(xì)氣泡生成特性測(cè)試系統(tǒng)

4.3 仿真與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

將數(shù)值模擬計(jì)算過(guò)程中不同時(shí)刻下的氣泡生長(zhǎng)圖像與高速顯微攝像系統(tǒng)采集到的氣泡生長(zhǎng)圖像進(jìn)行對(duì)比(如圖12所示)可以看出，2種圖像在各時(shí)刻下基本吻合，表面數(shù)值模擬可以有效表征微細(xì)氣泡的生長(zhǎng)情況。

圖12 微細(xì)氣泡生長(zhǎng)過(guò)程仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖

通過(guò)開(kāi)展液體流量Ql、氣體壓強(qiáng)pg、氣體通道寬度wg等參數(shù)的單因素多水平試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中的環(huán)境因素與數(shù)值模擬相同，可獲得微細(xì)氣泡脫離體積Vb、生成時(shí)間tg的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比曲線，如圖13、圖14所示。

圖13 微細(xì)氣泡脫離體積仿真與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

圖14 微細(xì)氣泡生成時(shí)間仿真與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

由圖13、圖14可以看出，微細(xì)氣泡在不同氣體壓強(qiáng)、液體流量以及氣體通道寬度條件下，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果變化趨勢(shì)相一致，驗(yàn)證了氣體壓強(qiáng)、液體流量、氣體通道寬度對(duì)微細(xì)氣泡生成特性的影響規(guī)律。其中，不同氣體壓強(qiáng)下氣泡生成時(shí)間的仿真值與實(shí)測(cè)值偏差小于±10%，脫離體積偏差小于±20%；不同液體流量下生成時(shí)間的仿真值與實(shí)測(cè)值偏差小于±30%，脫離體積偏差小于±25%；不同氣體通道寬度下生成時(shí)間的仿真值與實(shí)測(cè)值偏差小于±15%，脫離體積偏差小于±20%。

5 結(jié)論

通過(guò)開(kāi)展T形通道內(nèi)的微細(xì)氣泡生成過(guò)程數(shù)值模擬研究，獲得了氣體壓強(qiáng)、液體流量、氣液混合界面潤(rùn)濕性、氣體通道寬度等4個(gè)因素對(duì)微細(xì)氣泡生成特性的影響規(guī)律，得到結(jié)論如下：

(1) 通過(guò)對(duì)微細(xì)氣泡生成過(guò)程數(shù)值模擬，獲得了不同時(shí)刻下微細(xì)氣泡輪廓圖像，并與高速顯微實(shí)測(cè)圖像一致，驗(yàn)證了液流剪切作用下的微細(xì)氣泡生成過(guò)程中4個(gè)生成階段的假設(shè)；

(2) 通過(guò)數(shù)值模擬與試驗(yàn)驗(yàn)證，得到了氣體壓強(qiáng)、液體流量、氣體通道寬度對(duì)氣泡脫離體積與生成時(shí)間的影響趨勢(shì)，氣泡脫離體積與氣體壓強(qiáng)、氣體通道寬度呈正比，與液體流量呈反比，生成時(shí)間與氣體壓強(qiáng)、氣體通道寬度呈反比，與液體流量呈正比，試測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果相吻合；

(3) 通過(guò)數(shù)值模擬得到了氣液混合界面潤(rùn)濕特性對(duì)氣泡脫離體積和生成時(shí)間的影響趨勢(shì)，當(dāng)混合界面接觸角大于30°時(shí)，T形微通道內(nèi)能夠生成連續(xù)穩(wěn)定微細(xì)氣泡，氣泡脫離體積和生成時(shí)間均隨接觸角的增大呈先增大后減小的態(tài)勢(shì)，并在接觸角分別為135°和120°時(shí)出現(xiàn)體積和時(shí)間峰值。