内置周期挡板的T-型微混合器

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1、第23卷第1O期光学精密工程V01．23No．102015年1O月OpticsandPrecisionEngineeringOct．2015文章编号1004—924X(2015)10—2877—10内置周期挡板的T一型微混合器何秀华，颜杰，王岩(江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013)摘要：设计了一种流道内布置周期挡板结构的高效T一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ANSYSCFX研究

2、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()>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：=75。，H一0．4W，L一0．7W，D一0．6W(这里W为流道宽度，等于200“m)。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

3、e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。关键词：微流控；微混合器；田口方法；微混合；混合效率；正交试验设计中图分类号：TP271．3；TH703文献标识码：Adoi：10．3788／0PE．20152310．2877T--shapedmicromixerwithperiodicbafflesHEXiu—hua，YANJie，WANGYan(SchoolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)*C0rrepo咒

4、gauthor，E-mail：xiuhua．he@ujs．edu．cnAbstract：AneffectivepassivemicromixerbasedontheT—shapedchannelwithperiodicbafflesmount—edonthebottomofmainchannelwasdesignedtoenhancethemixingperformanceofthemicrofluidicsystem．Insteadofcomplexspacialgeometries，simpleperiodicgeome

5、tricfeatureswereusedtode—creasetherequiredmixingdistancesandtimeandtoobtainremarkablemixingefficiency．Withanor—thogonalarray，theeffectsofgeometricalparametersonthemixingperformancewerestudiedbynu—mericalsimulationsusingcommercialcomputationalfluiddynamicscodeANSYSC

6、FX．AstaticTagu-chianalysiswastakentoevaluatetherelativeeffectivenessofthegeometricalparameters．Theanaly—sisresultsindicatethattherelativeeffectivenesscanberankedas：theangleofattack(O)>microchan—He1height(H)>bafflewidth(L)>bafflespacing(D)．Basedontherelativeeffectiv

7、enessofthegeo-metricalparameters，anoptimalparametergroupselectedare一75。，H一0．4W，L一0．7W，D一0．6W(hereWisthechannelwidthwithavalueof200m)．Itdemonstratesthatthemixingperform—anceofthemicromixerwithoptimalparametergroupisimprovedobviously，andacompletemixing(mixingindexMiS

8、betterthan95)canbeobtainedwhentheReynoldsnumberReiS54．Thechar一收稿日期：2015—04—17；修订日期：2015—06—05．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．51276082)；江苏高校优势学科建设工程资助项目光学精密