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《华东理工大学》 2011年
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微尺度下水的温度场测量实验研究

徐振华  
【摘要】:微通道的尺度效应对流体的对流传热的影响是微流体器件研究的关键科学问题。目前许多的研究结果和传统理论说法不一甚至自相矛盾,归根结底是缺乏高精度高空间分辨率的微尺度下的测试方法。为此,本文利用拉曼光谱仪,测量了硅基-玻璃,Si-PDMS微流道内流体的温度场分部,为研究微尺度下流体的传热和传质机理奠定了实验基础。本文主要研究工作及结论如下: 1)设计并制备了一种标定拉曼光谱与水温的关系实验装置,标定了水在20℃-80℃的范围内温度与拉曼光谱之间的关系曲线;利用数值计算的方法,研究了激光微区加热对测量水温的影响效果,研究了激光辐照功率、激光光斑面积、流体速度和表面光子吸收率对激光焦点照射区域液体最高温升的影响,最终选定在基于拉曼光谱的微流体测温实验,通过表面镀铝的方法降低表面光子吸收铝,从而削弱激光热效应对实验精度的影响。 2)设计了底部镀铝的硅基-玻璃,PDMS-SI微流控芯片以及与其相配套的夹具装置。实现了利用拉曼光谱对微流体进行高精度高空间分辨率的温度场实时测量,并得到了两种微通道内的温度场分布,为后续进行的微通道内层流对流换热实验做前期准备。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK124

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