研究發(fā)現(xiàn)，在一些學科領域，霧化器的使用可同時實現(xiàn)產品功能性能的高效化和產品外形尺寸的美觀化，因此霧化器的加工工藝成為了很多加工中的研究熱點。為了更好地生產霧化器，我們對其材質——多孔陶瓷進行了研究。研究了液體工質在多孔陶瓷中的滲流過程，旨在建立清晰可控的多孔介質流動模型，基于COMSOL仿真及實物實驗，研究液體工質在多孔陶瓷中的滲流規(guī)律，為霧化器的優(yōu)化設計提供有力支撐。

本項目旨在確定進口壓力和溫度對多孔陶瓷內滲流過程的影響并建立模型。

羅辰霄同學對多孔陶瓷結構特征、潤濕性、以及傳輸特性進行測試，并對多孔陶瓷整體的滲透率作出預測；李嘉琛同學搭建實驗平臺，對多孔陶瓷在多種工況下的滲流速度進行直接測量；丁海森同學分別基于單相達西定律的理論模型和Richard流動的理論模型，對多孔陶瓷中自吸過程進行求解；劉明浩同學用不同尺寸的透明通道構成的微流控芯片替代多孔陶瓷，對自吸過程進行直接觀測。

我們推導出了基于單相達西定律的多孔介質中液體毛細上升的解析解和本項目中多孔介質兩相流動過程的Richard方程，并進行了仿真模擬，得到了水和硅油兩種工質在多孔陶瓷中的自吸規(guī)律，探究了入口壓力、溫度等各種不同因素對多孔介質自吸規(guī)律的因素的影響。

同時，我們借助學校分析測試中心的micro-CT獲得了多孔陶瓷樣品的CT圖像、生成了3D渲染動畫，利用Dragonfly軟件進行圖像分析，通過大津算法得出孔隙率；利用電子顯微鏡獲得了樣品的表面SEM圖像，得出孔隙最大直徑；采取下降水頭法進行了滲透率測試，完成了樣品潤濕性的測試和滲透率的測試。

實驗方面，根據(jù)企業(yè)提出的溫度、壓力和液體工質方面的要求，設計搭建出了可以比較準確地控制進口壓力和溫度的滲流實驗系統(tǒng)。通過該實驗系統(tǒng)進行實驗，獲得了多孔陶瓷在不同進口溫度和壓力下的的滲流特征，并與理論模型模型進行對比，驗證了其準確性；同時，通過拍攝透明微流控芯片在不同進口溫度和壓力下的微觀滲流過程，解釋滲流模型在微觀過程中的作用機理。