氣泡誘導(dǎo)式和周期電滲流微混合器的機(jī)理研究.pdf

1、微納米裝備廣泛應(yīng)用于航空航天、生命科學(xué)、健康保健、汽車工業(yè)、仿生機(jī)器人和家用電器等領(lǐng)域。微混合器是微納米裝備的重要組成部分。主動式微混合器具有混合時間短、混合距離短、可選擇性大、適于極低雷諾數(shù)等優(yōu)點，已成為當(dāng)今世界研究的熱點之一。但迄今還缺乏有效的理論指導(dǎo)和簡單結(jié)構(gòu)存在混合效率低等問題，本文采用FLUENT和COMSOL Multiphysics軟件分別對氣泡誘導(dǎo)式和周期電滲流主動式微混合器進(jìn)行深入研究，通過數(shù)值模擬與實驗對比，進(jìn)一步優(yōu)

2、化混合性能，揭示不同參數(shù)對混合效果的影響規(guī)律，為有關(guān)主動式微混合器的優(yōu)化和設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 采用多物理場耦合軟件COMSOL Multiphysics對周期電滲流主動式微混合器的實驗設(shè)計進(jìn)行開拓研究，探討直流電場場強(qiáng)、相位差、收縮截面長度對混合效率的影響。結(jié)果表明:當(dāng)收縮截面較長時，相位差對混合效率的影響較大，而收縮截面較短時，相位差對混合效率的影響較小;當(dāng)給定一個最優(yōu)的相位差時，較低的直流電場場強(qiáng)和較長的收縮截面長度

3、將顯著提高混合效率。
　　 基于拉格朗日函數(shù)的結(jié)構(gòu)特點而不是其用于求條件極值的應(yīng)用，提出一種預(yù)測周期電滲流微混合的數(shù)學(xué)模型，分別采用數(shù)值模擬和實驗數(shù)據(jù)，對模型進(jìn)行了分析驗證，證實了這種方法可以用于多變量關(guān)系的預(yù)測和參數(shù)優(yōu)化，對相關(guān)微流體裝置和微分析系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計具有指導(dǎo)作用和實際參考價值。
　　 對于氣泡誘導(dǎo)式微混合器，以微直通道中氣泡形成理論為基礎(chǔ)，結(jié)合速度脈動和微通道中障礙物的思想，提出一種促進(jìn)微直通道中流體混合的方