内置周期挡板的T-型微混合器

摘要

设计了一种流道内布置周期挡板结构的高效T-型微混合器来提高微流控系统的混合效率.该微混合器结构简单,周期布置的挡板可以有效地缩短流体混合所需的流道长度和时间,混合效率高.安排了正交实验组,利用计算流体力学软件ANSYS CFX研究了流道结构参数对混合效果的影响.采用静态田口分析法对数值模拟结果进行分析.结果表明:流道结构参数对混合效果的相对影响程度排列如下:挡板攻角(θ)＞流道高度(H)＞挡板宽度(L)＞相邻混合单元之间距离(D).根据结构参数对混合效果的影响程度,得出研究参数范围内的最优组合为:θ=75.,H=0.4Wm,L=0.7Wm,D=0.6Wm(这里Wm为流道宽度,等于200 μm).实验显示,结构参数符合最优参数组合的微混合器的混合效果提升显著,雷诺数Re=54时即可实现完全混合(混合指标M＞95％).文中研究了流道结构对进出口压降的影响,结果显示,攻角θ对进出口压降的影响趋势在不同雷诺数下相同,参数H,D亦如此.