被動(dòng)式微混合器混合特性的數(shù)值模擬.pdf

1、微流控芯片是一種采用微細(xì)加工技術(shù)，在數(shù)平方厘米大小的基片上，制作出微通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其它功能單元，以實(shí)現(xiàn)集微量樣品制備、進(jìn)樣、處理(過(guò)濾、稀釋、混合、反應(yīng))、分離、檢測(cè)于一體的快速、高效、低耗的微型分析試驗(yàn)裝置。有效地控制擴(kuò)散和混合能夠提高化學(xué)和生物分析的效率，對(duì)微流控芯片的廣泛應(yīng)用具有十分重要的意義。微混合器是微流控芯片的重要部件之一，它的混合能力決定著微流控芯片性能。影響微流體混合的因素有很多，如入口速度、擴(kuò)散系數(shù)、深寬比等。本文通過(guò)

2、CFD數(shù)值模擬的方法分別對(duì)三種類(lèi)型微混合器進(jìn)行研究。 在對(duì)Y型直通道微混合器的研究中發(fā)現(xiàn)，液體的入口速度和擴(kuò)散系數(shù)對(duì)混合有較大的影響，隨著入口速度和擴(kuò)散系數(shù)的增大，其混合效果逐漸的變差。入口角度對(duì)混合有一定影響，但影響較小。隨著深寬比的增大，其混合性能逐漸的增強(qiáng)，但當(dāng)H/W>=1后，H/W變化對(duì)微混合器的混合性能的影響很小。 對(duì)于以對(duì)流傳質(zhì)為主的Z型通道微混合器，入口速度對(duì)混合有很大的影響，而擴(kuò)散系數(shù)對(duì)混合的影響較小。S

3、/W=2在各種速度條件下均能取得較好的混合效果。Z型通道微混合器的轉(zhuǎn)角越小，其混合性能越高。隨著H/W比值的增大，其混合指數(shù)逐漸的減小，當(dāng)H/W>=0.6時(shí)，H/W變化對(duì)混合器的混合性能沒(méi)有影響。 對(duì)內(nèi)肋型微混合器進(jìn)行數(shù)值模擬得出，入口速度對(duì)混合影響較大，而擴(kuò)散系數(shù)對(duì)混合的影響較小。內(nèi)肋的橫向?qū)挾萕I越大，產(chǎn)生的漩渦強(qiáng)度越大，混合性能越好。隨著P/W值得增加，混合器的混合性能增強(qiáng)。隨著H/W比值的增大，其混合指數(shù)逐漸的減小，當(dāng)H