T型微混合器内混合强化的数值模拟
本文选题:T型微混合器 切入点:混合强化 出处:《应用数学和力学》2016年03期
【摘要】:为了研究不同混合强化方式对微混合的影响,采用有限元法对T型微混合器内增加壁面非均匀Zeta电势的主动式混合以及嵌入肋板的被动式混合进行了数值模拟.对比分析了3种T型微混合器内流场、速度场和浓度场的分布,并研究了不同T型微混合器内溶液混合效率与Re和Sc之间的关系.研究结果表明,两种溶液的混合效率随着Re和Sc的增加非线性减小,且减小趋势变缓;嵌入肋板的被动式T型微混合器内的混合效率沿水平微通道方向上存在较大的波动;增加壁面非均匀Zeta电势的主动式T型微混合器内的混合效率沿水平微通道方向上的波动较小,且这种波动在高Re或低Sc时会被抑制.Re对混合方式的强化效果也有很大的影响.当Re较小时,增加壁面非均匀Zeta电势的主动式混合能更好地提高溶液的混合效率,但当Re较大时,嵌入肋板的被动式混合的混合效果更好.
[Abstract]:In order to study the effect of different mixing strengthening modes on micro-mixing, the active mixing and the passive mixing with embedded ribbed plates in T-type micromixers with non-uniform wall Zeta potential were numerically simulated by finite element method (FEM).The distribution of flow field, velocity field and concentration field in three kinds of T-type micromixers are analyzed, and the relationship between mixing efficiency and re and SC in different T-type micromixers is studied.The results show that the mixing efficiency of the two solutions decreases nonlinearly with the increase of re and SC, and decreases slowly, and the mixing efficiency of the passive T-type micro-mixer embedded in ribbed plate fluctuates greatly along the horizontal microchannel direction.The mixing efficiency in active T-type micromixers with increasing wall non-uniform Zeta potential is small along the horizontal microchannel direction, and this fluctuation will be suppressed at high re or low SC.When re is small, the mixing efficiency of the solution can be improved better by increasing the wall non-uniform Zeta potential, but when re is larger, the mixing effect of the passive mixing with embedded ribbed plate is better.
【作者单位】: 南昌大学机电工程学院;南昌大学信息工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(11302095)~~
【分类号】:TQ051.71
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