RU2718617C1 - Microdispersant for droplets generation - Google Patents

Microdispersant for droplets generation Download PDF

Info

Publication number
RU2718617C1
RU2718617C1 RU2019132389A RU2019132389A RU2718617C1 RU 2718617 C1 RU2718617 C1 RU 2718617C1 RU 2019132389 A RU2019132389 A RU 2019132389A RU 2019132389 A RU2019132389 A RU 2019132389A RU 2718617 C1 RU2718617 C1 RU 2718617C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drops
channel
phase
housing
droplets
Prior art date
Application number
RU2019132389A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руфат Шовкет оглы Абиев
Станислав Дмитриевич Светлов
Александр Иванович Поняев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Priority to RU2019132389A priority Critical patent/RU2718617C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718617C1 publication Critical patent/RU2718617C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: micro dispersing agents.
SUBSTANCE: invention relates to micro dispersers in which micro droplets of mainly spherical shape of nanoliter and sub-nanolitre volume are generated, and then generated droplets can be used in chemical, pharmaceutical and other technologies, including for mass-exchange processes and chemical reactions between reagents dissolved in drops, or dissolved in drops and in a solid medium, as well as for subsequent application of biologically active substances on the surface of formed drops. Essence of the invention lies in the fact that in the microdispersant for generation of drops of one liquid in another with a narrow disperse composition, comprising a housing in the form of a channel of an extended shape, a nozzle for input of the disperse phase coaxially attached to the housing, and connected to side surface of housing one or more branch pipes for input of solid phase, channel cross-section from branch pipe branch for disperse phase input is made periodically varying, wherein inner size h of narrow part of channel is made in accordance with design formula
Figure 00000013
where d is average size of drops, which need to be generated in microdispersant, m; Q1 is flow rate of disperse phase, m3/s; Q2 is flow rate of continuous phase, m3/s, and internal size H of wide part of channel is made in accordance with design formula:
Figure 00000014
, wherein spatial period λ between adjacent waves in periodically varying structure of housing is made in accordance with design formula
Figure 00000015
.
Number of waves in the periodically varying body structure in the microdispersant ranges from 3 to 7. Device enables to form in a liquid in micro channels spherical drops (microspheres) with dimensions distributed in a sufficiently narrow range, as well as provide an equal distance between adjacent drops, which will prevent their collision and subsequent coalescence.
EFFECT: technical result consists in improvement of universality of the device and possibility of its applicability for processes with different parameters (physical and chemical properties of media and costs of components) due to the fact that the invention allows to expand the range of flow of solid and dispersed phases, which ensures production of spherical drops of specified sizes as a result of disintegration of dispersed phase jet.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к микродиспергаторам, в которых генерируются микрокапли преимущественно сферической формы нанолитрового и субнанолитрового объема, и далее сгенерированные капли могут быть использованы в химических, фармацевтических и других технологиях, в том числе для проведения массообменных процессов и химических реакций между реагентами, растворенными в каплях, либо растворенными в каплях и в сплошной среде, а также для последующего нанесения биологически активных веществ на поверхности сформированных капель.The invention relates to microdispersants in which microdroplets are generated predominantly spherical in the form of a nanoliter and subnanoliter volume, and then the generated droplets can be used in chemical, pharmaceutical and other technologies, including for mass transfer processes and chemical reactions between reagents dissolved in drops, or dissolved in drops and in a continuous medium, as well as for the subsequent application of biologically active substances on the surface of the formed drops.

Известно устройство для диспергирования капель или пузырей в микроканалах и проведения массообменных и реакционных процессов в системах жидкость-жидкость и жидкость-газ (МПК7 С01В 3/26, С07С 5/03, С07С 5/00, С07С 5/10, пат. США №6632414, 2003 г.). Аппарат содержит корпус протяженной формы с установленным в нем монолитным катализатором, состоящим из большого числа микроканалов, расположенных параллельно друг другу, патрубки для ввода исходных компонентов в корпус, устройство для диспергирования газа. В микроканалы подают газ и жидкость (либо две несмешивающиеся жидкости). В аппарате с монолитным катализатором в зависимости от соотношения расходов газа и жидкости может быть реализован один из следующих основных режимов течения: пузырьковый, снарядный, эмульсионный и пленочный (кольцевой).A device is known for dispersing drops or bubbles in microchannels and conducting mass transfer and reaction processes in liquid-liquid and liquid-gas systems (IPC 7 C01B 3/26, C07C 5/03, C07C 5/00, C07C 5/10, US Pat. No. 6632414, 2003). The apparatus comprises an extended-shaped housing with a monolithic catalyst installed in it, consisting of a large number of microchannels located parallel to each other, nozzles for introducing the initial components into the housing, and a device for dispersing gas. The microchannels supply gas and liquid (or two immiscible liquids). In an apparatus with a monolithic catalyst, depending on the ratio of gas to liquid flow rates, one of the following main flow regimes can be implemented: bubble, shell, emulsion, and film (ring).

В известном изобретении не предусмотрены меры по формированию капель или пузырей дисперсной фазы с заданными размерами. Это приводит к тому, что в каждом из каналов формируются пузыри с большим разбросом размеров. В итоге значительная часть микроканалов функционирует с показателями (коэффициентами тепло- и массообмена), существенно ниже расчетных значений, полученных исходя из предположения об идеальной картине формирования двухфазного потока в микроканалах.In the known invention does not provide measures for the formation of droplets or bubbles of a dispersed phase with a given size. This leads to the fact that in each channel bubbles are formed with a large variation in size. As a result, a significant part of the microchannels functions with indicators (heat and mass transfer coefficients), significantly lower than the calculated values obtained on the basis of the assumption of an ideal picture of the formation of a two-phase flow in microchannels.

Известно устройство - аналог предлагаемого изобретения - Т-образный смеситель (T-mixer) (Ребров Е.В. Режимы двухфазного течения в микроканалах // Теорет. основы хим. технологии, 2010, т. 44, №4, стр. 371-383), для которого характерен способ формирования пузырей (либо капель) путем передавливания формирующегося в смесителе пузыря (капли). При этом пузырь (капля) формируется в узком микроканале, обтекаясь потоком жидкости - сплошной фазы, движущейся в виде тонкой пленки. На процесс формирования пузыря (капли) влияет большое количество факторов: касательные напряжения на его поверхности, перепад давления между лобовой и тыльной частями пузыря (капли), силы поверхностного натяжения на границе отверстия, из которого истекает пузырь (капля), а также межфазное натяжение на поверхности микроканала, которое может быть асимметричным ввиду различия углов натекания и оттекания в лобовой и тыльной частях пузыря (капли). Сложная гидродинамическая обстановка вокруг формирующегося пузыря (капли), а также влияние на него близости стенок микроканала и их шероховатости предопределяет существенную нестабильность условий получаемых пузырей (капель) и их размеров, равно как и размеров жидкостных снарядов между ними. Все это, как указывалось выше, обуславливает ухудшение стабильности размеров генерируемых капель.A device is known - an analogue of the present invention is a T-mixer (T-mixer) (Rebrov E.V. Modes of two-phase flow in microchannels // Theoretical Foundations of Chemical Technology, 2010, v. 44, No. 4, pp. 371-383 ), which is characterized by a method of forming bubbles (or drops) by squeezing a bubble (drop) formed in the mixer. In this case, a bubble (drop) is formed in a narrow microchannel, flowing around with a fluid flow - a continuous phase moving in the form of a thin film. The process of formation of a bubble (drop) is influenced by a large number of factors: shear stresses on its surface, pressure drop between the frontal and back of the bubble (drop), surface tension forces at the boundary of the hole from which the bubble (drop) flows, as well as interfacial tension the surface of the microchannel, which may be asymmetric due to the difference in the angles of leakage and leakage in the frontal and back parts of the bubble (drop). The complex hydrodynamic situation around the forming bubble (droplet), as well as the influence on it of the proximity of the microchannel walls and their roughness, determine the significant instability of the conditions of the resulting bubbles (droplets) and their size, as well as the size of the liquid shells between them. All this, as indicated above, causes a deterioration in the stability of the size of the generated droplets.

Известно устройство - аналог предлагаемого изобретения - Y-образный смеситель (Y-mixer) (Ребров Е.В. Режимы двухфазного течения в микроканалах // Теорет. основы хим. технологии, 2010, т. 44, №4, стр. 371-383), для которого характерен способ формирования пузырей (либо капель) путем вытягивания и отрыва пузыря (капли). Большое количество влияющих условий и близость стенки микроканалов и в этом случае обуславливают нестабильность размеров получаемых пузырей (капель). Таким образом, и в Y-образном смесителе складываются неблагоприятные условия для управления размерами элементов дисперсной и сплошной фазы, а значит, и показателями эффективности работы оборудования.A device is known - an analogue of the present invention is a Y-shaped mixer (Y-mixer) (Rebrov E.V. Modes of two-phase flow in microchannels // Theoretical Foundations of Chemical Technology, 2010, v. 44, No. 4, pp. 371-383 ), which is characterized by a method of forming bubbles (or drops) by stretching and detaching a bubble (drop). A large number of influencing conditions and the proximity of the wall of the microchannels in this case also cause instability in the sizes of the resulting bubbles (drops). Thus, in the Y-shaped mixer, unfavorable conditions are formed for controlling the sizes of the elements of the dispersed and continuous phases, and, therefore, the performance indicators of the equipment.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому нами устройству является микродиспергатор, интегрированный с микрореактором (Ueno М., Hisamoto Н., Kitamori Т., Kobayashi S. Phase-transfer alkylation reactions using microreactors// Chem. Commun., 2003, pp. 936-937; Wegmann A., von Rohr P.R. Two phase liquid-liquid flows in pipes of small diameters// International Journal of Multiphase Flow, V. 32, 2006, pp. 1017-1028) представляющий собой трубку с поперечным диаметром от 100-200 мкм до 7 мм, ввод фаз в которую осуществляется либо под прямым углом (Т-образный смеситель), либо под острым углом примерно 30° (Y-образный смеситель).The closest in technical essence to the device we offer is a microdisperser integrated with a microreactor (Ueno M., Hisamoto N., Kitamori T., Kobayashi S. Phase-transfer alkylation reactions using microreactors // Chem. Commun., 2003, pp. 936 -937; Wegmann A., von Rohr PR Two phase liquid-liquid flows in pipes of small diameters // International Journal of Multiphase Flow, V. 32, 2006, pp. 1017-1028) which is a tube with a transverse diameter of 100- 200 microns to 7 mm, the phases are introduced either at a right angle (T-shaped mixer) or at an acute angle of about 30 ° (Y-shaped mixer).

К недостаткам известного устройства относятся невозможность регулировать условия диспергирования. Как и в устройствах-аналогах, в данном устройстве (в Т-образном и в Y-образном смесителях) складываются неблагоприятные условия для формирования размеров элементов дисперсной и сплошной фазы (капель и пузырей) и управления ими. Это приводит к ограничению области применения устройства узкими диапазонами расходов сплошной и дисперсной фаз, поскольку при изменении расходов существенно изменяется гидродинамическая обстановка в аппарате и нарушается режим течения двухфазной смеси.The disadvantages of the known device include the inability to adjust the dispersion conditions. As in analog devices, in this device (in the T-shaped and in the Y-shaped mixers) unfavorable conditions are formed for the formation of the sizes of the elements of the dispersed and continuous phase (droplets and bubbles) and their control. This leads to the limitation of the scope of the device to narrow ranges of flow rates of the continuous and dispersed phases, since when the flow rate changes, the hydrodynamic situation in the apparatus changes significantly and the flow regime of the two-phase mixture is violated.

Кроме того, исследования показали (R.K. Shah, Н.С. Shum, А.С. Rowata, D. Lee, J.J. Agresti, A.S. Utada, L.-Y. Chu, J.-W. Kim, A. Fernandez-Nieves, C.J. Martinez, D.A. Weitz, Designer emulsions using microfluidics, Materials today, 2008, V. 11, N. 4, pp. 18-27; S. K. Luther, A. Braeuer, High-pressure microfluidics for the investigation into multi-phase systems using the supercritical fluid extraction of emulsions (SFEE), The Journal of Supercritical Fluids, 2012, V. 65, pp. 78-86; W. Wang, M.-J. Zhang, L.-Y. Chu, Functional Polymeric Microparticles Engineered from Controllable Microfluidic Emulsions. Accounts of chemical research, 2014, Vol. 47, No. 2, 373-384), что при использовании Y-образного смесителя (и его трехмерных аналогов) мелкие капли (микросферы образуются в результате вытягивания довольно длинной струи с образованием на ее конце утолщения, последующим ростом и отрывом данного утолщения в виде капли. Длина струи до момента ее отрыва зависит от соотношения вязкостей сред и при высокой вязкости дисперсной фазы может достигать 30-60 калибров микроканала до начала отрыва.In addition, studies have shown (RK Shah, N.S. Shum, A.S. Rowata, D. Lee, JJ Agresti, AS Utada, L.-Y. Chu, J.-W. Kim, A. Fernandez-Nieves , CJ Martinez, DA Weitz, Designer emulsions using microfluidics, Materials today, 2008, V. 11, N. 4, pp. 18-27; SK Luther, A. Braeuer, High-pressure microfluidics for the investigation into multi-phase systems using the supercritical fluid extraction of emulsions (SFEE), The Journal of Supercritical Fluids, 2012, V. 65, pp. 78-86; W. Wang, M.-J. Zhang, L.-Y. Chu, Functional Polymeric Microparticles Engineered from Controllable Microfluidic Emulsions. Accounts of chemical research, 2014, Vol. 47, No. 2, 373-384) that when using a Y-shaped mixer (and its three-dimensional analogues), small drops (microspheres are formed as a result of drawing out a rather long jet with arr by specifying at the end of the thickening, followed by growth and separation of the given thickening in the form of a droplet.

В работе (Т. Cubaud, T.G. Mason Capillary threads and viscous droplets in square microchannels. Physics of Fluids 20, 053302 (2008); https://doi.org/10.1063/1.2911716) показано, что длина струи L0 (м) до начала распада на капли может быть рассчитана по формулеIt was shown (T. Cubaud, TG Mason Capillary threads and viscous droplets in square microchannels. Physics of Fluids 20, 053302 (2008); https://doi.org/10.1063/1.2911716) that the jet length L 0 (m) before decay into droplets can be calculated by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где С - безразмерный коэффициент, имеющий порядок единицы;where C is a dimensionless coefficient of the order of unity;

μ1 - коэффициент динамической вязкости дисперсной фазы, Па⋅с;μ 1 - coefficient of dynamic viscosity of the dispersed phase, Pa⋅s;

h - внутренний размер канала, м;h is the internal channel size, m;

σ - коэффициент межфазного натяжения на границе раздела фаз, Н/м;σ is the interfacial tension coefficient at the phase boundary, N / m;

Q1 - расход дисперсной фазы, м3/с;Q 1 - flow rate of the dispersed phase, m 3 / s;

Q2 - расход сплошной фазы, м3/с.Q 2 is the flow rate of the continuous phase, m 3 / s.

Экспериментально выявлено (Т. Cubaud, T.G. Mason Capillary threads and viscous droplets in square microchannels. Physics of Fluids 20, 053302 (2008)), что длина струи L0 до ее распада на капли в 30-60 раз превышает ее диаметр, что согласуется с расчетом по формуле (а). В результате приходится неоправданно увеличивать длину микродиспергатора. На фоне стремления к уменьшению общих размеров устройства в целом, включающего, при проведении химической реакции, помимо диспергатора, еще микрореакторную и сепарационную части, непомерное увеличение длины микродиспергатора приводит к увеличению его габаритов, что ухудшает преимущества микромасштабного устройства. Более того, при некотором отклонении от предельных расходов, обеспечивающих диспергирование капель, струя может и вовсе не распасться на капли на обозримой длине, приводя к нарушению режима работы всего устройства, а размер формируемых капель находится в довольно широких пределах.It was experimentally revealed (T. Cubaud, TG Mason Capillary threads and viscous droplets in square microchannels. Physics of Fluids 20, 053302 (2008)) that the length of the jet L 0 before its disintegration into droplets is 30-60 times its diameter, which agrees with the calculation of the formula (a). As a result, it is necessary to unreasonably increase the length of the microdispersant. Against the background of the desire to reduce the overall dimensions of the device as a whole, including, during the chemical reaction, in addition to the dispersant, the microreactor and separation parts, an exorbitant increase in the length of the microdispersant leads to an increase in its dimensions, which worsens the advantages of the micro-scale device. Moreover, with a certain deviation from the marginal costs that ensure the dispersion of the droplets, the jet may not even decompose into droplets over the foreseeable length, leading to disruption of the operation mode of the entire device, and the size of the droplets formed is in a fairly wide range.

Задача предлагаемого изобретения заключается в формировании в жидкости в микроканалах сферических капель (микросфер) с размерами, распределенными в достаточно узком диапазоне, а также обеспечение равного расстояния между соседними каплями, что позволит предотвратить их столкновение и последующую коалесценцию.The objective of the invention is to form spherical droplets (microspheres) in liquid in microchannels with sizes distributed in a rather narrow range, as well as ensuring equal distance between adjacent droplets, which will prevent their collision and subsequent coalescence.

Кроме того, задачей предлагаемого изобретения является расширение диапазонов расходов сплошной и дисперсной фаз, при котором гарантировано получение сферических капель заданных размеров в результате распада струи дисперсной фазы, что приводит к повышению универсальности устройства и возможности его применимости для процессов с различными параметрами (физико-химическими свойствами сред и расходами компонентов).In addition, the objective of the invention is the expansion of the flow ranges of the continuous and dispersed phases, in which it is guaranteed to obtain spherical droplets of a given size as a result of the disintegration of the dispersed phase jet, which increases the versatility of the device and the possibility of its applicability for processes with different parameters (physico-chemical properties media and component costs).

Поставленная задача достигается тем, что в микродиспергаторе для генерирования капель одной жидкости в другой с узким дисперсным составом, включающий корпус в виде канала протяженной формы, присоединенный к корпусу соосно ему патрубок для ввода дисперсной фазы, и присоединенные к боковой поверхности корпуса один или более патрубков для ввода сплошной фазы, отличающийся тем, что поперечное сечение канала от среза патрубка для ввода дисперсной фазы выполнено периодически изменяющимся, при этом внутренний размер h узкой части канала выполнен в соответствии с расчетной формулой:This object is achieved in that in a microdispersant for generating droplets of one liquid in another with a narrow dispersed composition, comprising a housing in the form of an extended channel, connected to the housing coaxially with a pipe for introducing the dispersed phase, and one or more pipes for connecting to the side surface of the housing continuous phase input, characterized in that the cross section of the channel from the cut of the nozzle for introducing the dispersed phase is made periodically changing, while the inner dimension h of the narrow part of the channel nen according to the calculation formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где d - средний размер капель, которые необходимо сгенерировать в микродиспергаторе, м;where d is the average droplet size that must be generated in the microdispersant, m;

Q1 - расход дисперсной фазы, м3/с;Q 1 - flow rate of the dispersed phase, m 3 / s;

Q2 - расход сплошной фазы, м3/с,Q2 - flow rate of the continuous phase, m 3 / s,

а внутренний размер Н широкой части канала выполнен в соответствии с расчетной формулой:and the internal dimension H of the wide part of the channel is made in accordance with the calculation formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

при этом пространственный период λ между соседними волнами в периодически изменяющейся структуре корпуса выполнен в соответствии с расчетной формулой:the spatial period λ between adjacent waves in a periodically changing structure of the body is made in accordance with the calculation formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

Поставленная задача достигается также тем, что в микродиспергаторе число волн в периодически изменяющейся структуре корпуса составляет от 3 до 7.The task is also achieved by the fact that in the microdisperser the number of waves in a periodically changing structure of the body is from 3 to 7.

Предлагаемое устройство может быть выполнено как в планарной (2D), так и в трехмерной (3D) геометрии.The proposed device can be performed both in planar (2D) and in three-dimensional (3D) geometry.

Заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.The claimed technical solution is new, has an inventive step and is industrially applicable.

На фиг. 1 изображена схема микродиспергатора в нерабочем состоянии (до подачи в него жидкостей), на фиг. 2 - схема микродиспергатора и картина течения двухфазной смести при подаче в него сплошной и дисперсной фаз.In FIG. 1 shows a diagram of a microdisperser in an idle state (before the supply of liquids into it), FIG. 2 is a diagram of a microdispersant and a picture of a two-phase sweep flow when continuous and dispersed phases are fed into it.

На фиг. 1 изображен предлагаемый микродиспергатор для генерирования капель одной жидкости в другой с узким дисперсным составом, включающий корпус 1 в виде канала 2 протяженной формы, присоединенный к корпусу 1 соосно ему патрубок 3 для ввода дисперсной фазы, и присоединенные к боковой поверхности корпуса 1 один или более патрубков 4 для ввода сплошной фазы. При этом поперечное сечение канала 2 от среза 5 патрубка 3 для ввода дисперсной фазы выполнено периодически изменяющимся, т.е. представляет собой периодическую структуру в виде волн, имеющих форму, близкую к синусоидальной, с длиной волны λ, определяемой по формуле (3). Форма волн в общем случае может быть и иной (например, в виде соединенных последовательно конических конфузоров и диффузоров, или цилиндрических участков, имеющих ступенчатые переходы), но исследования показали, что форма, близкая к синусоидальной, обладает оптимальными характеристиками: наиболее быстрым отрывом капель от струи жидкости при минимальном гидравлическом сопротивлении микродиспергатора.In FIG. 1 shows the proposed microdispersant for generating droplets of one liquid in another with a narrow dispersed composition, comprising a housing 1 in the form of an extended channel 2, connected to the housing 1 coaxially with a nozzle 3 for introducing the dispersed phase, and one or more nozzles attached to the side surface of the housing 1 4 to enter the continuous phase. In this case, the cross section of the channel 2 from the cut 5 of the pipe 3 for introducing the dispersed phase is made periodically changing, i.e. represents a periodic structure in the form of waves having a shape close to sinusoidal, with a wavelength λ determined by the formula (3). The waveform in the general case may be different (for example, in the form of conically connected conical confusers and diffusers, or cylindrical sections with step transitions), but studies have shown that a shape close to sinusoidal has optimal characteristics: the most rapid separation of drops from jets of liquid with a minimum hydraulic resistance of the microdisperser.

Канал может быть выполнен периодически изменяющимся по всей длине, но достаточно от 3 до 7 волн, поскольку при большем количестве волн возрастают потери давления, а при числе волн меньше 3 не достигается значительный эффект. За участком канала с периодически изменяющейся геометрией следует участок 6 с постоянным сечением, в котором происходит окончательное формирование сферических капель и их перемещение с потоком сплошной фазы по направлению к емкости-сборнику (на фиг. 1 не показана). Форма поперечного сечения патрубка 3 предпочтительно круглая.The channel can be made periodically varying along the entire length, but from 3 to 7 waves are sufficient, since with a larger number of waves pressure losses increase, and with a number of waves less than 3, a significant effect is not achieved. A channel section with a periodically changing geometry is followed by a section 6 with a constant cross-section in which the final formation of spherical droplets and their movement with a continuous phase flow towards the collecting container (not shown in Fig. 1) takes place. The cross-sectional shape of the nozzle 3 is preferably circular.

Внутренний размер h узкой части канала 2 выполнен в соответствии с расчетной формулой (1), а форма поперечного сечения может быть круглой или прямоугольной (в последнем случае - преимущественно квадратной). Значения коэффициентов в формулах (1) и (3) в диапазоне 0,30-0,34 и 5,4-5,8 соответственно характеризуют погрешности экспериментального определения данных величин и на получаемый эффект не влияют. В среднем длина волны, согласно формуле (3), равна λ ≈ 5,6 d.The internal dimension h of the narrow part of the channel 2 is made in accordance with the calculation formula (1), and the cross-sectional shape can be round or rectangular (in the latter case, mainly square). The values of the coefficients in formulas (1) and (3) in the range of 0.30-0.34 and 5.4-5.8, respectively, characterize the errors of the experimental determination of these values and do not affect the resulting effect. On average, the wavelength, according to formula (3), is λ ≈ 5.6 d.

Внутренний размер Н широкой части канала 2 выполнен в соответствии с расчетной формулой (2). Коэффициент в формуле (2) в интервале 1,5-3,0 определяет оптимальную эффективность работы предлагаемого устройства: При меньших значениях (Н <1,5 h) волны оказывают недостаточно сильное воздействие на струю дисперсной фазы. При больших значениях (Н >3,0 h) в широких частях (углублениях) канала 2 возникают застойные зоны с вторичными токами, что приводит к снижению эффективности устройства.The internal size H of the wide part of the channel 2 is made in accordance with the calculation formula (2). The coefficient in formula (2) in the range of 1.5-3.0 determines the optimal performance of the proposed device: At lower values (N <1.5 h), the waves do not have a strong enough effect on the dispersed phase jet. At large values (H> 3.0 h) in the wide parts (recesses) of channel 2, stagnant zones with secondary currents arise, which leads to a decrease in the efficiency of the device.

На фиг. 2 показана схема микродиспергатора в рабочем состоянии и картина течения двухфазной смести при подаче в него сплошной (с расходом Q2) и дисперсной (с расходом Q1) фаз.In FIG. Figure 2 shows a diagram of a microdispersant in working condition and a picture of the flow of two-phase sweep when continuous (with a flow rate of Q 2 ) and dispersed (with a flow rate of Q 1 ) phases are fed into it.

Предлагаемый микродиспергатор работает следующим образом.The proposed microdispersant works as follows.

При подаче насосами (на фиг. 1 и 2 условно не показаны) сплошной и дисперсной фаз в патрубки 4 и 3 соответственно с расходами Q2 и Q1 из выходного сечения (среза 5) патрубка 3 в канал 2 в виде струи 7 истекает дисперсная фаза. Струя 7 на начальном участке имеет цилиндрическую форму. Благодаря периодически изменяющейся по длине форме канала 2 с длиной волны λ, определяемой по формуле (3), и размерами канала, определяемыми формулами (1) и (2), в результате возникающих вдоль длины канала 2 пульсаций давления, скорости и касательных напряжений происходит интенсивное сжатие-расширение струи, на поверхности струи 7 образуются капиллярные волны с зонами расширения 8 и сужения 9. В результате такого воздействия сплошной фазы на дисперсную ускоряется развитие капиллярной неустойчивости струи, через 3-7 волн зоны расширения увеличиваются в размерах с образованием оконечной капли 10 с ее последующим отрывом от струи 7. Далее капля 10 уносится потоком сплошной фазы в участок 6 с постоянным сечением канала 2, в котором происходит окончательное формирование сферических капель 11 и их перемещение с потоком сплошной фазы по направлению к емкости-сборнику.When the pumps supply (in Fig. 1 and 2 conventionally not shown) the solid and dispersed phases to the nozzles 4 and 3, respectively, with the flow rates Q 2 and Q 1 from the output section (cut 5) of the nozzle 3 into the channel 2 in the form of a jet 7, the dispersed phase expires . The jet 7 in the initial section has a cylindrical shape. Due to the shape of the channel 2 periodically varying in length with the wavelength λ determined by formula (3) and the dimensions of the channel determined by formulas (1) and (2), intense pressure, velocity, and shear stresses occur along the channel 2 compression-expansion of the jet, capillary waves with expansion zones 8 and narrowing 9 are formed on the surface of the jet 7. As a result of this action of the continuous phase on the dispersed one, the development of capillary instability of the jet is accelerated, increase the expansion zone after 3-7 waves in size with the formation of the final drop 10 with its subsequent separation from the jet 7. Next, the drop 10 is carried away by the flow of the continuous phase into section 6 with a constant section of channel 2, in which the final formation of spherical drops 11 and their movement with the flow of the continuous phase towards collection tanks.

При этом благодаря пульсациям, возникающим в канале вдоль линий тока при движении двухфазной среды, отрыв капель происходит не случайным образом, как в известных устройствах, а в периодическом режиме. В результате в жидкости (в сплошной фазе) в микроканалах формируются сферические капли (микросферы) с размерами, распределенными в узком диапазоне. По этой же причине между соседними каплями создается равное расстояние, что позволяет предотвратить их столкновение и последующую коалесценцию.Moreover, due to the pulsations that occur in the channel along streamlines during the movement of a two-phase medium, droplet separation does not occur randomly, as in the known devices, but in a periodic mode. As a result, spherical droplets (microspheres) with sizes distributed in a narrow range are formed in the liquid (in the continuous phase) in the microchannels. For the same reason, an equal distance is created between adjacent drops, which helps prevent their collision and subsequent coalescence.

Предлагаемое устройство иллюстрируется следующими примерамиThe proposed device is illustrated by the following examples

ПРИМЕР 1. Генерирование микросфер в предлагаемом устройстве с оптимальными параметрами.EXAMPLE 1. The generation of microspheres in the proposed device with optimal parameters.

Микродиспергатор изготовлен из латуни, с крышкой из минерального стекла согласно схеме, показанной на фиг. 1. Для стабилизации сгенерированных капель в сплошную фазу добавлялось небольшое количество поверхностно-активного вещества.The microdisperser is made of brass, with a mineral glass lid according to the circuit shown in FIG. 1. To stabilize the generated droplets, a small amount of surfactant was added to the continuous phase.

При подаче сплошной фазы (воды) и дисперсной фаз (трансформаторного масла) в патрубки 4 и 3 микродиспергатора соответственно с расходами Q2=16 мл/мин и Q1=2 мл/мин из выходного патрубка 3 в канал 2 вытекает дисперсная фаза в виде струи 7. Канал 2 выполнен с размерами, в соответствии с формулами (1)-(3):When a continuous phase (water) and a dispersed phase (transformer oil) are supplied to the nozzles 4 and 3 of the microdispersant, respectively, with the flow rates Q 2 = 16 ml / min and Q 1 = 2 ml / min, the dispersed phase flows from the outlet 3 to channel 2 in the form jets 7. Channel 2 is made with dimensions in accordance with formulas (1) - (3):

- внутренний размер h узкой части канала выполнен равным 0,064 мм (в интервале от 0,060 до 0,068 мм, согласно формуле (1));- the inner dimension h of the narrow part of the channel is made equal to 0.064 mm (in the range from 0.060 to 0.068 mm, according to formula (1));

- внутренний размер Н широкой части канала выполнен равным 0,144 мм (в интервале от 0,096 до 0,192 мм, согласно формуле (2));- the inner dimension H of the wide part of the channel is made equal to 0.144 mm (in the range from 0.096 to 0.192 mm, according to formula (2));

- пространственный период между λ соседними волнами в периодически изменяющейся структуре корпуса выполнен равным 0,28 мм (в интервале от 0,27 до 0,28 мм, согласно формуле (3)).- the spatial period between λ adjacent waves in a periodically changing body structure is made equal to 0.28 mm (in the range from 0.27 to 0.28 mm, according to formula (3)).

На поверхности струи 7 образуются капиллярные волны с зонами расширения 8 и сужения 9, через 3-4 волны от струи 7 отрываются капли 10.On the surface of the jet 7, capillary waves are formed with zones of expansion 8 and contraction 9, after 3-4 waves, drops 10 come off from the jet 7.

Аналогичные опыты были проведены на нижнем и верхнем пределах интервалов коэффициентов, указанных в формулах (1)-(3).Similar experiments were carried out on the lower and upper limits of the intervals of the coefficients indicated in formulas (1) - (3).

Измерения, выполненные по микрофотографиям устройства с потоком, показали, что длина струи до момента распада на капли составила в среднем L1=0,98 мм, а диаметр струи был равен dc1=0,017 мм.The measurements made from microphotographs of the device with the flow showed that the jet length before disintegration into droplets averaged L 1 = 0.98 mm, and the jet diameter was d c1 = 0.017 mm.

Число калибров струи до ее распада на капли при этом составило N1=L1/dc1=57.The number of gauges of the jet before its disintegration into drops was N 1 = L 1 / d c1 = 57.

Анализ микрофотографий капель (объем выборки в каждом опыте составлял 600-800 капель) оказался в интервале от 47,2 до 53,2 мкм, со средним значением диаметра микросфер d=50,2 мкм и средним квадратическим отклонением S=1,0 мкм; коэффициент вариации размеров капель (микросфер) при этом составил V=S/d =0,02. Между сгенерированными соседними каплями создается равное расстояние, примерно равное их диаметру, и они движутся в потоке сплошной среды без столкновения и последующей коалесценции.The analysis of micrographs of droplets (the sample size in each experiment was 600-800 drops) was in the range from 47.2 to 53.2 μm, with an average diameter of microspheres of d = 50.2 μm and mean square deviation S = 1.0 μm; the coefficient of variation in droplet sizes (microspheres) was V = S / d = 0.02. Between the generated neighboring drops an equal distance is created, approximately equal to their diameter, and they move in a continuous medium flow without collision and subsequent coalescence.

Аналогичные результаты были получены при диспергировании капель стирола в водный раствор NaCl.Similar results were obtained by dispersing droplets of styrene in an aqueous solution of NaCl.

ПРИМЕР 2. Генерирование микросфер в предлагаемом устройстве с неоптимальными параметрами.EXAMPLE 2. The generation of microspheres in the proposed device with non-optimal parameters.

Исследования процесса генерирования микросфер проводились в устройстве, описанном в Примере 1, по той же методике. Отличие заключалось в том, что внутренний размер h узкой части, внутренний размер Н широкой части канала, пространственный период λ между соседними волнами выполнялись за пределами интервалов, указанных в расчетных формулах (1)-(3).Studies of the process of generating microspheres were carried out in the device described in Example 1, by the same method. The difference was that the internal size h of the narrow part, the internal size H of the wide part of the channel, the spatial period λ between adjacent waves were performed outside the intervals specified in the calculation formulas (1) - (3).

Эксперименты показали, что во всех случаях происходит ухудшение стабильности размеров капель (микросфер), коэффициент вариации существенно возрастает и достигает значений V=0,04-0,05.The experiments showed that in all cases there is a deterioration in the stability of droplet sizes (microspheres), the coefficient of variation increases significantly and reaches values of V = 0.04-0.05.

Таким образом, коэффициенты, указанные в расчетных формулах (1)-(3), базируются на результатах экспериментальных исследований, и характеризуют оптимальные значения размеров канала 2.Thus, the coefficients indicated in the calculation formulas (1) - (3) are based on the results of experimental studies and characterize the optimal sizes of channel 2.

При увеличении числа волн в периодически изменяющейся структуре корпуса более 7 происходило чрезмерное возрастание гидравлического сопротивления устройства, без улучшения эффекта.With an increase in the number of waves in a periodically changing body structure of more than 7, an excessive increase in the hydraulic resistance of the device occurred, without improving the effect.

При уменьшении числа волн в периодически изменяющейся структуре корпуса менее 3 происходило эффект диспергирования был недостаточно высоким, наблюдался повышенный разброс размеров капель по сравнению с числом волн от 3 до 7. Базовый вариант иллюстрируется следующим примеромWith a decrease in the number of waves in a periodically changing body structure of less than 3, the dispersion effect occurred was not high enough, an increased dispersion of droplet sizes was observed compared with the number of waves from 3 to 7. The basic version is illustrated by the following example

ПРИМЕР 3. Генерирование микросфер в устройстве-прототипе.EXAMPLE 3. The generation of microspheres in the prototype device.

Генерирование микросфер осуществлялась (Т. Cubaud, T.G. Mason Capillary threads and viscous droplets in square microchannels. Physics of Fluids 20, 053302 (2008)) при тех же условиях, что и в Примере 1. Анализ двухфазного течения и полученных микросфер осуществлялся теми же методами.Microspheres were generated (T. Cubaud, TG Mason Capillary threads and viscous droplets in square microchannels. Physics of Fluids 20, 053302 (2008)) under the same conditions as in Example 1. The analysis of the two-phase flow and the obtained microspheres was carried out by the same methods .

Измерения показали, что длина струи до момента распада на капли составила L0=17,7 мм при диаметре струи dc0=0,017 мм.Measurements showed that the length of the jet before decaying into droplets was L 0 = 17.7 mm with a jet diameter d c0 = 0.017 mm.

Число калибров струи до ее распада на капли при этом составило N0=L0/dc0=1026, т.е. в 18 раза больше, чем для предлагаемого устройства.The number of gauges of the jet before its disintegration into droplets was N 0 = L 0 / d c0 = 1026, i.e. 18 times more than for the proposed device.

Анализ микрофотографий капель (объем выборки в каждом опыте составлял 600-800 капель) оказался в интервале от 32,2 до 69,5 мкм, со средним значением диаметра микросфер d=50,9 мкм и средним квадратическим отклонением S=6,2 мкм; коэффициент вариации размеров капель (микросфер) при этом составил V=S/d=0,122, что существенно выше, чем в предлагаемом устройстве, даже при его работе в неоптимальных режимах.The analysis of micrographs of droplets (the sample size in each experiment was 600-800 drops) was in the range from 32.2 to 69.5 microns, with an average diameter of microspheres of d = 50.9 microns and a standard deviation of S = 6.2 microns; the coefficient of variation in droplet sizes (microspheres) was V = S / d = 0.122, which is significantly higher than in the proposed device, even when it is operating in suboptimal modes.

Расстояние между сгенерированными соседними каплями создается равное, варьируется в пределах от 0,2 d до 1,3 d, они часто сталкиваются, что приводит к их последующей коалесценции.The distance between the generated neighboring droplets is created equal, varies from 0.2 d to 1.3 d, they often collide, which leads to their subsequent coalescence.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сгенерировать в микроканалах сферические капли (микросферы) с размерами, распределенными в достаточно узком диапазоне, а также обеспечить равного расстояния между соседними каплями, что позволит предотвратить их столкновение и последующую коалесценцию. При вариации размеров канала в пределах, указанных в расчетных формулах (1)-(3), сохраняются стабильно узкое распределение размера капель и расстояния между ними, что приводит к повышению универсальности устройства и возможности его применимости для процессов с различными параметрами (физико-химическими свойствами сред и расходами компонентов).Thus, the proposed device allows to generate spherical droplets (microspheres) in microchannels with sizes distributed in a rather narrow range, as well as to ensure equal distance between adjacent droplets, which will prevent their collision and subsequent coalescence. By varying the channel sizes within the limits specified in the calculation formulas (1) - (3), a stably narrow distribution of droplet size and distance between them is preserved, which leads to an increase in the universality of the device and the possibility of its applicability for processes with different parameters (physicochemical properties) media and component costs).

Claims (10)

1. Микродиспергатор для генерирования капель одной жидкости в другой с узким дисперсным составом, включающий корпус в виде канала протяженной формы, присоединенный к корпусу соосно ему патрубок для ввода дисперсной фазы, и присоединенные к боковой поверхности корпуса один или более патрубков для ввода сплошной фазы, отличающийся тем, что поперечное сечение канала от среза патрубка для ввода дисперсной фазы выполнено периодически изменяющимся, при этом внутренний размер h узкой части канала выполнен в соответствии с расчетной формулой1. A microdisperser for generating droplets of one liquid into another with a narrow dispersed composition, comprising a housing in the form of an extended channel, connected to the housing coaxially with a nozzle for introducing a dispersed phase, and one or more nozzles for introducing a continuous phase attached to the side surface of the housing, characterized the fact that the cross section of the channel from the cut of the nozzle for introducing the dispersed phase is made periodically changing, while the internal size h of the narrow part of the channel is made in accordance with the calculation formula
Figure 00000005
Figure 00000005
 где d - средний размер капель, которые необходимо сгенерировать в микродиспергаторе, м;where d is the average droplet size that must be generated in the microdispersant, m; Q1 - расход дисперсной фазы, м3/с;Q 1 - flow rate of the dispersed phase, m 3 / s; Q2 - расход сплошной фазы, м3/с,Q 2 - flow rate of the continuous phase, m 3 / s, а внутренний размер Н широкой части канала выполнен в соответствии с расчетной формулойand the inner dimension H of the wide part of the channel is made in accordance with the calculation formula
Figure 00000006
Figure 00000006
 при этом пространственный период λ между соседними волнами в периодически изменяющейся структуре корпуса выполнен в соответствии с расчетной формулойthe spatial period λ between adjacent waves in a periodically changing structure of the body is made in accordance with the calculation formula
Figure 00000007
Figure 00000007
 2. Микродиспергатор по п. 1, отличающийся тем, что число волн в периодически изменяющейся структуре корпуса составляет от 3 до 7.2. The microdisperser according to claim 1, characterized in that the number of waves in the periodically changing structure of the housing is from 3 to 7.
RU2019132389A 2019-10-11 2019-10-11 Microdispersant for droplets generation RU2718617C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132389A RU2718617C1 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Microdispersant for droplets generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132389A RU2718617C1 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Microdispersant for droplets generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718617C1 true RU2718617C1 (en) 2020-04-09

Family

ID=70156345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019132389A RU2718617C1 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Microdispersant for droplets generation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718617C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647012A (en) * 2020-04-24 2020-09-11 浙江大学 Method for preparing alkylaluminoxane by using microreactor
RU2813892C1 (en) * 2023-06-26 2024-02-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук Method of controlling disperse flows of immiscible liquids in microchannel device to create droplets of micron and submicron size

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6632414B2 (en) * 2001-03-30 2003-10-14 Corning Incorporated Mini-structured catalyst beds for three-phase chemical processing
RU2614283C1 (en) * 2016-02-15 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Device for dispersing droplets or bubbles in liquid in micro-channels and method for operation thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6632414B2 (en) * 2001-03-30 2003-10-14 Corning Incorporated Mini-structured catalyst beds for three-phase chemical processing
RU2614283C1 (en) * 2016-02-15 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Device for dispersing droplets or bubbles in liquid in micro-channels and method for operation thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ребров Е.В. Режимы двухфазного течения в микроканалах.Теорет. основы хим. технологии, 2010, т. 44, N4,стр.371-383. Ueno М., Hisamoto Н., Kitamori Т., Kobayashi S. Phase-transfer alkylation reactions using microreactors. Chem. Commun., 2003, pp. 936-937. Wegmann A., von Rohr P.R. Two phase *
Ребров Е.В. Режимы двухфазного течения в микроканалах.Теорет. основы хим. технологии, 2010, т. 44, N4,стр.371-383. Ueno М., Hisamoto Н., Kitamori Т., Kobayashi S. Phase-transfer alkylation reactions using microreactors. Chem. Commun., 2003, pp. 936-937. Wegmann A., von Rohr P.R. Two phase liquid-liquid flows in pipes of small diameters. International Journal of Multiphase Flow, V. 32, 2006, pp. 1017-1028. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647012A (en) * 2020-04-24 2020-09-11 浙江大学 Method for preparing alkylaluminoxane by using microreactor
CN111647012B (en) * 2020-04-24 2021-09-24 浙江大学 Method for preparing alkylaluminoxane by using microreactor
RU2813892C1 (en) * 2023-06-26 2024-02-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук Method of controlling disperse flows of immiscible liquids in microchannel device to create droplets of micron and submicron size
RU2819249C1 (en) * 2023-06-30 2024-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" Method of producing polymer microspheres in microflow conditions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fu et al. Bubble formation and breakup dynamics in microfluidic devices: A review
Rebrov Two-phase flow regimes in microchannels
Lorber et al. Some recent advances in the design and the use of miniaturized droplet-based continuous process: Applications in chemistry and high-pressure microflows
Fu et al. Flow patterns of liquid–liquid two-phase flow in non-Newtonian fluids in rectangular microchannels
Xu et al. Shear force induced monodisperse droplet formation in a microfluidic device by controlling wetting properties
Chen et al. Gas-liquid-liquid multiphase flow in microfluidic systems–A review
Wang et al. Experimental study of liquid/liquid second-dispersion process in constrictive microchannels
Sheng et al. A comprehensive study of droplet formation in a capillary embedded step T-junction: From squeezing to jetting
Wang et al. Gas/liquid/liquid three‐phase flow patterns and bubble/droplet size laws in a double T‐junction microchannel
EP2719452A1 (en) Method and apparatus for physical or chemical processes
Chen et al. Geometric effect on gas–liquid bubbly flow in capillary-embedded T-junction microchannels
Lin et al. Dynamics of bubble formation in highly viscous liquid in co-flowing microfluidic device
Kobayashi et al. Microchannel Emulsification Using Stainless‐Steel Chips: Oil Droplet Generation Characteristics
JP2011147932A (en) Fluid-mixing device
RU2718617C1 (en) Microdispersant for droplets generation
Zhang et al. Bubble formation in a step-emulsification microdevice with parallel microchannels
Sheng et al. Ideality analysis and general laws of bubble swarm microflow for large-scale gas–liquid microreaction processes
Palogan et al. Effect of surface coating on droplet generation in flow-focusing microchannels
Sheng et al. Mechanism and modeling of Taylor bubble generation in viscous liquids via the vertical squeezing route
Sheng et al. Hydrodynamics of gas-liquid microfluidics: A review
Sheng et al. Remarkable improvement of gas–liquid mass transfer by modifying the structure of conventional T‐junction microchannel
Pennemann et al. Micromixer based liquid/liquid dispersion
US8609737B2 (en) Process for preparing monodispersed emulsions
Ji et al. Preparation of microdispersed droplets by phase inversion in gas/liquid/liquid microdispersion system
RU2732142C1 (en) Micro-disperser with periodic structure with variable pitch for generation of drops