基于对数螺旋线的新型被动式微混合器混合性能

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:czjjay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近十几年来,工程上的设备越来越趋于微型化,出现了微泵、微阀、微换热器、微混合器、微传感器等微型设备。根据需要将数个微型设备组合在一起就构成了微机电系统。微混合器作为微机电系统中的一部分,在生物医药、环境监测、化工反应、新能源等领域得到了广泛应用。如何实现不同组分流体间的快速混合,是微混合器研究的一个重点。  本文提出一种由对数螺旋线组成的被动式微混合器。该微混合器的流道是由两条对数螺旋线构成,对数螺旋线的极角的取值范围为0°到180°。该结构主要是通过对数螺旋线扰动流体,产生漩涡流,增加流体间接触面积,从而促进流体混合。本文用CFD软件分析了该微混合器在不同雷诺数下的混合性能,雷诺数的取值范围为0.2到100,选择层流模型进行数值模拟。首先研究了微混合器的出口混合指标随雷诺数的变化情况,结果显示当雷诺数小于3时,随雷诺数的增加微混合器的出口混合指标逐渐减小;当雷诺数大于3小于20时,出口混合指标随着雷诺数的增加而增大;雷诺数大于20小于35时,流体处于不稳定区域,随着雷诺数的增加混合器出口混合指标有时增大有时减小;雷诺数大于35时,随着雷诺数的增加混合指标逐渐增大。其次研究了微混合器的对数螺旋线系数b2和宽度w对混合性能的影响。结果显示雷诺数为0.2时,微混合器的混合指标受对数螺旋线系数b2和宽度w的影响很小,此时混合指标在0.6~0.8的范围内;随着雷诺数的增加对数螺旋线系数b2和宽度w对混合指标的影响逐渐变强,当雷诺数为50时,微混合器的混合指标在b2为0.35~0.5、w为0.05~0.125范围内较大,混合效果较好。最后分别分析了微混合器水平方向和竖直方向的速度矢量场,结果显示在水平方向上雷诺数为30时产生了漩涡,且随着雷诺数的增加漩涡的强度逐渐变大,影响范围逐渐变广。在竖直方向上取了八个平面,研究竖直方向上漩涡的变化趋势,结果显示,在同一雷诺数下,plane3上面最多产生了三对漩涡;plane4和plane5平面较宽,上面流速较小,此平面上流体几乎没有发生扰动;其他几个平面上都有不同程度的扰动流体出现。从涡的角度分析,流体受水平和竖直两个方向的漩涡影响,达到扰动流体促进混合的作用。
其他文献
羽扇豆醇是种植物天然提取物,近来被证明是种有效的癌细胞生长抑制药物。揭示其内在的抗癌分子机制,将有助于解决目前主流抗癌药物耐药性的问题,推动新型组合药物的研发进程。另方面,在抗癌研究领域,miRNA是最近的研究热点,其合成机制已基本明确,调节方式途径也越发充实,许多miRNA的功能被相继阐释,基于序列分析的高通量靶标预测数据库和二级结构分析工具也日趋成熟。因此,本研究用hela细胞建立了羽扇豆醇及
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着近几年国内经济的快速发展,能源的需求量增加而储备量减少,因此,如何提高能量利用率成为了热点话题。对于气泡泵溴化锂吸收式制冷而言,不仅可以充分利用低品位能源作为热源,还替代了机械泵,减少高品位能源的消耗。通过对文献大量阅读发现,传统溶液泵被气泡泵代替后带来的溶液流量控制及相关机理的研究还远远不足。因此从气泡泵流型着手进行实验研究,力图为气泡泵溶液流量控制提供实验依据。本文主要从运行参数着手,探究
本文通过对荣华二采区10
期刊
经过真空冷冻干燥(简称“冻干”)处理的小香葱,一方面在加工、存储过程中由于有机酸、光照、酶等因素影响,鲜绿色会逐渐褪去:另一方面,在冻干过程中,抽真空处理会导致香葱葱
大黄鱼(Pseudosciaena crocea)作为我国特色的养殖水产品之一,以高蛋白、低脂肪的营养结构特点受到广大群众的喜爱,但是在捕捞、加工过程中特别容易受细菌污染,而导致品质下降。研
植酸(phytic acid),即肌醇六磷酸酯,主要以混合态的钙、镁、钾等复盐(即菲丁)的形式广泛存在于谷物和油料作物中。由于植酸具有天然抗氧化性和很强的螯合能力,且毒性极低,因
含钒石煤是一种重要的钒矿资源,在我国其储量极为丰富,从石煤中提钒也成为我国钒资源开发的重要发展方向之一。目前,石煤提钒过程中存在着环境污染严重、热能无法充分利用、