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一种基于多重涡流新型微混合器的设计与实验
  • ISSN号:1000-9787
  • 期刊名称:《传感器与微系统》
  • 时间:0
  • 分类:TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]西北工业大学空天微纳教育部重点实验室,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60976087)
中文摘要:

设计了一种基于多重涡流的新型微混合器结构。该结构中多个呈反向分布的规则排列的扩张和收缩结构可产生迪恩流与扩张涡流,基于此,可进行高效率的被动式混合。首先阐述了该结构产生内部迪恩流和扩张涡流的机理,并利用COMSOL软件对该结构进行了液流混合过程的三维数值模拟验证,分析了不同流体流速对多重涡流强弱和混合程度的影响。最后制作了该微混合器,利用2种不同的染料进行了混合实验,通过分析样品的混合效果验证了该混合器的性能。仿真和实验结果均表明:该混合器在低输入流速(0.01μL/s)和高输入流速(7μL/s)下均可实现高效快速的混合,在0.8 cm的距离内即可实现完全混合,在输入流速为5μL/s时最高混合效率可达98.6%。

英文摘要:

Design a novel mixing structure consisting of several oppositely distributed expansion and contraction sections,which can generate Dean flow and expansion vortex.Based on this,the micromixer structure can realize high-efficiency mixing.The mechanism of forming Dean flow and expansion vortex are described first,then 3D numerical simulation is carried out to verify liquid flow mixing process by COMSOL,analyze effect of different flow rates on strong or weak of the multivortex and mixing degree.Finally,the micromixer is fabricated.Two different dyes are used for mixing experiment.Both the simulation and experimental results show that the mixer can obtain high efficient and fast mixing at the low rate of 0.01 μL/s as well as high input flow rate of 7 μL/s,the highest mixing efficiency is up to 98.6 % at the flow rate of input 5 μL/s.

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期刊论文 9 会议论文 1 获奖 2 专利 1
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期刊信息
  • 《传感器与微系统》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所
  • 主编:吴亚林
  • 地址:哈尔滨市南岗区一曼街29号四十九所
  • 邮编:150001
  • 邮箱:st_chinasensor@126.com
  • 电话:0451-82510965
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9787
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1537/TN
  • 邮发代号:14-203
  • 获奖情况:
  • 获全国优秀科技期刊三等奖,获1996年度黑龙江省科技期刊评比,优秀科技期刊壹等奖,获《CAJ-CD》执行优秀奖,获信息产业部2001-2002年度电子科技期刊规范化奖,获信息产业部2003-2004年度优秀电子科技期刊奖,获信息产业部2005-2006年度优秀电子科技期刊奖,获工业和信息化部2007-2008年度电子精品科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版)
  • 被引量:10819