声场驱动气泡增强微流体混合的数值模拟

作者：董帅^*; 耿朋飞; 纪祥勇; 李春曦

来源：化工进展, 2019, 38(12): 5271-5278.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0460

• 气泡
• 振动
• 微流体
• 混合

微流体研究中,由于雷诺数较低,流体呈层流流动,流体混合主要依靠分子扩散,混合时间长,效率低,故流体混合成为亟待解决的问题。声场激振气泡可以有效促进流体混合,已经引起了广泛关注。本文模拟研究了声场作用下气泡振动对流体混合的影响,探索了微尺度流体在声场激振下的流动特性,分析了微通道高度、入口速度、气泡间距及布置方式对流体混合的影响。结果发现,微通道高度较低时,气泡振动可以更好地促进流体混合;入口速度较小时,流体在气泡附近滞留时间较长,混合较为均匀;气泡半径较大时,旋涡扰动增强,混合效率提高;两个气泡的混合效果优于单个气泡,而气泡间距对混合效率基本无影响;微通道高度较低时,气泡同侧布置和异侧布置对流体的混合效果相接近,随着微通道高度的升高,两种布置方式对混合效果的差异逐渐显现,异侧布置具有更好的混合效果。

• 单位
  华北电力大学