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脉动流动强化微混合的研究

毛文彬  徐进良  
【摘要】:在微尺度下,由于流动处于层流状态,因此混合是一个巨大的难题。针对微尺度混合的特点,提出了一种新型微混合器。这种微混合器利用入口速度方波型脉动实现微通道内流体的有效混合。针对物理问题建立了通用的无量纲方程和边界条件,利用计算流体动力学(CFD)方法研究了微混合器的特性和脉动参数的影响。结果表明在脉动方波占空比为0.5,相位差为180度时,能达到较好的混合效果。当雷诺数为1.0,脉动频率为2Hz时,混合度能达到79%。研究表明:微混合器中流动具有混沌对流特征,脉动流动可极大地增加界面面积,从而实现快速混合。综合各参数的影响建立了参数-脉动体积,当其未超过混合通道体积时,其值越大,混合效果越好。

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