利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，加熱或冷卻待碰撞液滴的溫度，當(dāng)液滴溫度升高時(shí)會(huì)使得本應(yīng)相互彈開(kāi)的液滴變得容易聚合，當(dāng)液滴溫度降低時(shí)會(huì)使得本應(yīng)相互聚合的液滴變得容易彈開(kāi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可在諸如噴墨打印、表面噴涂、噴油燃燒等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，改善和提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量及效能，與此同時(shí)也可在微流控、微制造、微生化反應(yīng)等高新領(lǐng)域應(yīng)用提供技術(shù)支持。
【專利說(shuō)明】利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物理學(xué)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，通過(guò)利用對(duì)氣相環(huán)境中液滴的溫度控制改變液滴的碰撞狀態(tài)，達(dá)到改善產(chǎn)品品質(zhì)，提高能源的利用率以及在微流控，微制造，微生化反應(yīng)等高新領(lǐng)域應(yīng)用的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]液滴的碰撞狀態(tài)問(wèn)題一直是人們工業(yè)生產(chǎn)生活中的所關(guān)注的重要問(wèn)題。例如在噴墨打印的過(guò)程中如果墨汁液滴在紙面上沒(méi)有形成很好的融合會(huì)導(dǎo)致打印出的圖像模糊不清，從而造成信息的丟失；再如在電子封裝過(guò)程中如果電鍍用的銅液滴出現(xiàn)彈開(kāi)或沒(méi)有很好地融合會(huì)造成銅線的不均勻甚至是產(chǎn)生斷點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生極大的危害；又如在噴油燃燒的過(guò)程中油滴的碰撞對(duì)燃燒效率有很大影響，控制合理的碰撞狀態(tài)可以有效的提高燃燒效率，提高能源利用率。
[0003]現(xiàn)有的控制手段都是通過(guò)液滴的碰撞速度和碰撞角度來(lái)改變其碰撞狀態(tài)，然而在現(xiàn)實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)生活中不一定可以單純利用碰撞速度和碰撞角度來(lái)改變液滴的碰撞狀態(tài)，且溫度的差異是普遍存在于這些生產(chǎn)生活當(dāng)中，合理的利用溫度變化改變液滴的碰撞狀態(tài)可以有效改善生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高能源利用率。同時(shí)利用溫度變化改變液滴的碰撞狀態(tài)也可以有效地為微流控，微制造，微生化反應(yīng)等高新領(lǐng)域提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，加熱或冷卻待碰撞液滴所在的氣相環(huán)境溫度，當(dāng)液滴溫度升高時(shí)會(huì)使得本應(yīng)相互彈開(kāi)的液滴變得容易聚合，當(dāng)液滴溫度降低時(shí)會(huì)使得本應(yīng)相互聚合的液滴變得容易彈開(kāi)。
[0006]所述的待碰撞液滴所在的氣相環(huán)境為將帶碰撞液滴置于固體表面，所述的固體表面為金屬表面、無(wú)機(jī)非金屬表面、聚合物表面或復(fù)合表面，加熱或冷卻固體表面來(lái)改變氣相環(huán)境溫度。
[0007]所述的待碰撞液滴所在的氣相環(huán)境為純氣相環(huán)境，包括空氣、氮?dú)狻錃?；加熱或冷卻裝有氣體的容器來(lái)控制置于該氣體中的液滴的溫度。
[0008]所述的液滴的碰撞可為雙液滴的碰撞也可為多液滴的碰撞。
[0009]所述的液滴溫度的改變方式為直接加熱或冷卻的熱傳遞、光熱轉(zhuǎn)化、電熱轉(zhuǎn)化多種改變液滴溫度的方式。
[0010]所述的液滴的溫度升高為任意單個(gè)或者多個(gè)液滴溫度的升高。
[0011 ] 所述的液滴包括水滴、有機(jī)液相液滴、金屬液滴、以及溶液液滴、乳池液液滴、懸池液液滴中多種物質(zhì)混合的單相的或多相的液滴。[0012]所述的有機(jī)液相液滴包括甲苯，乙醇或烷烴類；所述的金屬液滴包括銅，鐵或鋁。
[0013]所述的容易聚合表現(xiàn)為聚合的概率增加，也表現(xiàn)在聚合的時(shí)間縮短。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)單純控制溫度變化即可改變液滴的碰撞狀態(tài)。
[0016](2)溫度的引入可使得一些原本不能實(shí)現(xiàn)的微制造，微生化反應(yīng)等成為可能。
[0017](3)溫度增加能加快液滴融合速度，有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為超疏水表面上頭碰頭液滴碰撞聚合概率與溫度的關(guān)系圖。
[0019]圖2為超疏水表面上頭碰頭液滴碰撞不同溫度下的高速攝像圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施案例，以硅片為基底的超疏水表面液滴頭碰頭碰撞為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]在接觸角為154°的超疏水表面上，一個(gè)液滴固定在其超疏水表面，另一液滴從正上方滴落，兩液滴都為25°C，當(dāng)液滴的相對(duì)速度為0.3m/s時(shí)，其相互彈開(kāi)的概率為34%。在相同的相對(duì)速度的下，若將其中上方液滴的溫度提升，液滴聚合的概率會(huì)迅速提高，當(dāng)上方液滴的溫度為27°C，30°C，32°C時(shí)，其聚合的概率為58%，80%，90%。當(dāng)溫度升高到35°C，其會(huì)百分之百聚合在一起。為了凸顯溫度變化對(duì)液滴碰撞的影響，進(jìn)行了另一組實(shí)驗(yàn)。同時(shí)提高兩個(gè)液滴的溫度為27°C，30°C，32°C時(shí)，其聚合的概率為66%，96%，96%，當(dāng)溫度升高到35°C，其會(huì)百分之百聚合在一起。如圖1所示。
[0023]實(shí)施例2
[0024]在接觸角為154°的超疏水表面上，一個(gè)液滴固定在其超疏水表面，另一液滴從正上方滴落，當(dāng)固定在超疏水表面的液滴為25°C，上方的液滴溫度分別為25°C，40°C，50°C時(shí)，其融合時(shí)間會(huì)顯著縮短，從12到15毫秒減小到O到3毫秒。如圖2所示。
【權(quán)利要求】
1.一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，加熱或冷卻待碰撞液滴的溫度，當(dāng)液滴溫度升高時(shí)會(huì)使得本應(yīng)相互彈開(kāi)的液滴變得容易聚合，當(dāng)液滴溫度降低時(shí)會(huì)使得本應(yīng)相互聚合的液滴變得容易彈開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的待碰撞液滴所在的氣相環(huán)境為將待碰撞液滴置于固體表面，所述的固體表面為金屬表面、無(wú)機(jī)非金屬表面、聚合物表面或復(fù)合表面，加熱或冷卻固體表面來(lái)改變氣相環(huán)境溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的待碰撞液滴所在的氣相環(huán)境為純氣相環(huán)境，包括空氣、氮?dú)狻錃?；加熱或冷卻裝有氣體的容器來(lái)控制置于該氣體中的液滴的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的液滴的碰撞可為雙液滴的碰撞也可為多液滴的碰撞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的液滴溫度的改變方式為直接加熱或冷卻的熱傳遞、光熱轉(zhuǎn)化、電熱轉(zhuǎn)化多種改變液滴溫度的方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的液滴的溫度升高為任意單個(gè)或者多個(gè)液滴溫度的升高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的液滴包括水滴、有機(jī)液相液滴、金屬液滴、以及溶液液滴、乳池液液滴、懸池液液滴中多種物質(zhì)混合的單相的或多相的液滴。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的有機(jī)液相液滴包括甲苯，乙醇或烷烴類；所述的金屬液滴包括銅，鐵或鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用溫度變化使得液滴碰撞狀態(tài)改變的控制方法，其特征在于，所述的容易聚合表現(xiàn)為聚合的概率增加，也表現(xiàn)在聚合的時(shí)間縮短。
【文檔編號(hào)】G05D23/00GK103744446SQ201410012100
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】鄧濤, 毅男, 黃兵, 尚文 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)