电黏性对含有离子液体的溶液流动、对流传热的影响机理研究

含离子液体的溶液具有大量的正、负离子，在管内流动时静电场会对其流动特性产生较大的影响（电黏性）。本项目针对含离子液体的溶液在管内（常规管、微管）的流动、对流传热过程，研究离子液体的种类、浓度对静电场特性的影响，建立相关的流动、对流传热的数学模型，探讨静电场对速度场、温度场的影响机理，考察电黏性起显著作用的相关判据，并获得有一定理论基础的流动摩擦系数、对流传热系数与表征溶液静电场特性的参数间的依赖关系。项目研究结果有助于离子液体电黏性机理的理解，且为含离子液体的溶液的流动减阻及对流传热强化提供依据。项目具有重要的学术价值和较好的应用前景。

含离子液体的溶液具有大量的正、负离子，在微管内流动时静电场可能会对其流动特性产生较大的影响（电黏性）。本项目建立了分别适用于较小压降和较大压降的微管流动实验装置；测定了去离子水、硝酸钠水溶液及离子液体水溶液等不同体系在内径44.5-356微米的微管内层流时的流动特性，使用COMSOL Multiphysics软件模拟了体现电黏性效应时的静电场电势、液体速度和液体温度分布情况，得到了电黏性效应对微管内液体流动、传热特性的具体影响特性，提出了电黏性效应发挥明显作用的判据；测定了去离子水在内径44.5-1011微米的微管内层流、过渡区和湍流时的流动特性，研究了管径和粗糙度对流动特性的影响，提出了微尺度下液体流动临界雷诺数和摩擦系数的计算模型；测定了不同浓度聚丙烯酰胺稀溶液在微管内的流动特性，研究了聚丙烯酰胺平均分子量、浓度、雷诺数及微管管径等对液体减阻特性的影响；提出了使用微流体设备制备mPEG-PLGA纳米颗粒的方法，研究了mPEG-PLGA的相对分子量、浓度和流量比等参数对纳米颗粒尺寸的影响，优化了相关的制备工艺；项目还测定了相关离子液体的导热系数，提出了计算离子液体表面张力、导热系数、静态介电常数和声速的相关模型。项目研究结果有助于离子液体电黏性机理及微管内液体流动、传热特性的理解，对微化工技术的研究和离子液体的开发应用具有重要的参考价值。