中文摘要：

目前乳化液在许多行业中都有着广泛的应用。离散液滴的快速生成率和最小尺度变差系数，是乳化液生产的基本目标。本项目通过建立非牛顿流体的多相流数值模型，模拟微管道中乳化液滴的生成过程。分析材料的流变特性及表面张力对液滴的生成尺寸和频率带来的影响。分析液滴破碎的机理，优化微管道的结构尺寸。为避免多尺度离散工况的产生，提供管道进出口处的压强和速率等流动参数的控制数据。本项目在液滴动力学、微流体系统和非牛顿流体力学的交叉及边缘领域具有重要的研究意义。

结论摘要：

目前乳化液在许多行业中都有着广泛的应用。离散液滴的快速生成率和最小尺度变差系数，是乳化液生产的基本目标。本项目通过建立非牛顿流体的多相流数值模型，模拟微管道中乳化液滴的生成和破碎过程。研究了管道进口处的流率(速率)对CF型微流体设备中液滴生成的影响。发现了液滴尺寸受流率影响的强弱分界区域，并运用应变率的机理对其进行了解释。研究成果中四种液滴图谱的划分有助于液滴生产中的精确控制，可避免多尺度离散工况的产生。分析了材料的流变特性及表面张力对液滴生成尺寸和频率的影响，并对液滴破碎的机理进行了研究。所获得的解析公式，可进行非牛顿材料中液滴生成尺寸的初步预测。采用T型微流体设备可对所生成的液滴进一步小尺度化，本项目对其碰撞破碎的机理进行了分析，得出了破碎的临界毛细数同时受液滴初始延长率和无量纲尺寸影响的结论。所得的回归公式有利于液滴生产中的高效控制。本项目在液滴动力学、微流体系统和非牛顿流体力学的交叉及边缘领域具有重要的研究意义。