错位碰撞型微混合器混合性能的模拟分析与优化设计

作者：赵曦; 马浩然; 李平^*; 黄爱玲

来源：化工进展, 2023, 42(09): 4559-4572.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1998

• 混合性能
• 微混合器
• 错位碰撞
• 层流
• 数值模拟

微混合器作为微流控设备的重要组成部分，广泛应用于生化领域，由于在微通道下流体流动为层流，混合较差，对于快速反应，混合是影响效率的主要因素。本文对影响混合效率的3种微混合器结构进行了数值模拟，通过变化微混合器的通道宽高比、发散处最大宽度、碰撞处错位高度3个结构参数，模拟研究其在层流下的混合性能。结果表明，流体碰撞处错位高度对混合性能影响最明显。对模拟结果最佳的微混合器（MST）进一步优化其结构得到新的微混合器（MTT），将MTT与MST及普通T型微混合器（MT）进行比较。MTT微混合器出口处的混合指数达到81%，而普通T型微混合器在相同的条件下只有5.3%。通过模拟分析混合过程，有效改善了错位碰撞型微混合器的结构，有利于提高流体混合效率，提高反应速度。

• 单位
  化学化工学院; 宁夏大学