一种新型分合式微混合器的结构设计和试验研究

发布时间：2017-12-21 22:03

本文关键词：一种新型分合式微混合器的结构设计和试验研究　出处：《浙江工业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：微混合器是微型芯片的一种形式,是当代微化工技术的重要组成部分,被广泛应用于药物制备、化学检测、化妆品合成等工业领域。近些年,被动式微混合器依靠结构的优化获得了性能上的提升,与此同时微混合器的加工材料及工艺方面也有突破性的进展,这些发展有助于拓宽微混合器的应用范围。本文主要致力于微混合器的结构研究,期望通过结构的改善和优化来提升微混合器的混合性能,尤其针对分合式微混合结构,对其在较低雷诺数范围的应用做出新的尝试。对此本文主要做了以下几个方面的工作:(1)从国内外研究现状中总结四种典型微混合器单元结构,以微流体力学的基本理论和控制方程为基础,分析了四种结构单元的混合特点以及混合效果随雷诺数改变的变化情况。(2)把握上述结论中的结构特点,选择合适的结构单元组合,并详细分析了结构特征尺寸(包括流道宽度、流道厚度、分合单元分合角度、以及不对称结构的不对称比例)对微混合器混合效果的影响。利用正交试验法选取一组混合效果最优的几何结构尺寸,得到一种新型3D不对称分合式结构微混合器。(3)搭建实验平台,对加工封装好的3D不对称分合结构微混合器进行混合实验,并以不对称分合式微混合器和对称分合式微混合器作为对比实验,获取实验数据。总结全文,得出不同结构微混合器对雷诺数变化的敏感程度不同的结论,其中分合结构对于高雷诺数下的流体混合效果作用明显,3D结构在低雷诺数流体的混合中有很好表现,新型不对称结构可以提高分合式微混合器的混合效果。由于在化工领域中生产需求的多样性,所需的原材料也就多种多样,这时流体的雷诺数随之不同。本文所提出的新型分合式微混合器不仅在低雷诺数流体条件下具有良好的混合性能,在高雷诺数条件下的也同样表现高效,因此其对于满足更宽范围的化工生产需求具有探索意义。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.71

【参考文献】

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1 成杰;李寒松;朱荻;;基于超声辅助的UV-LIGA光栅制备技术研究[J];机械制造与自动化;2014年02期

2 林岳凌;;激光束加工技术的应用现状与发展[J];中国新技术新产品;2012年14期

3 李友凤;叶红齐;何显达;吴超;韩凯;刘辉;;撞击流混合器微观混合性能的研究[J];高校化学工程学报;2012年01期

4 王小章;王朝晖;张群明;王敬;;通道式微混合器的设计及性能[J];纳米技术与精密工程;2011年06期

5 夏国栋;李健;吴宏杰;周明正;;非对称分离重组扇形空腔微混合器的混合特性[J];化工学报;2011年05期

6 倪烨;戴强;张怀武;钟智勇;于奇;;MEMS中硅湿法深槽刻蚀工艺的研究[J];材料导报;2011年08期

7 夏国栋;李健;周明正;王海岩;;Tesla微混合器结构参数对混合强度的影响[J];工程热物理学报;2011年03期

8 张纪领;赵罗生;;微反应器技术及其应用[J];舰船防化;2010年06期

9 余伟;王西昌;巩水利;毛智勇;;快速扫描电子束加工技术及其在航空制造领域的潜在应用[J];航空制造技术;2010年16期

10 李倩;徐进良;毛文彬;张伟;;微混合器的研究进展[J];化工进展;2009年06期