错位碰撞型微混合器混合性能的模拟分析与优化设计

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.