主辅通道型微混合器的设计与制作

摘要

为了实现微量液体的快速均匀混合,设计了一种PDMS双层结构的新型微混合器.研究了混合器的制作方法以及几何尺寸和Re数对混合的影响.依据Fick第一定律介绍了主辅通道型微混合器的设计原理;采用有限元方法对不同几何尺寸及Re数下混合器中液体的速度流场及浓度场进行了数值模拟;数值分析显示,随着主辅通道出口宽度比的减小,通道长度的增加和雷诺数的减小,混合器的混合率增加.最后,依据仿真结果制作了主辅通道深度比为0.71,出口宽度比为1,通道长度为9 mm的微混合器并进行了去离子水和红墨水的混合实验.实验结果表明:当Re<5时,设计的混合器能实现液体的快速混合,并且混合率随着Re的减小而增大,基本满足低Re数下微量液体快速均匀混合的要求.