具交錯T形截面之微混合器中的流體混合

Translated title of the thesis: Mixing of fluids in a micromixer with staggered T-shaped cross-sections
  • 黃 書瑋

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本文提出一種使不同流體由兩入口注入具交錯T形截面之主流道的微混合器。首先,利用數值模擬軟體CFDRC模擬各流道段排列的混合情況,並找出其中有較佳混合效果的流道段排列方式,為了方便,我們使用代號A、B及C分別表示偏右的T形截面流道段、偏左的T形截面流道段及方形截面流道段。接著,利用田口法找出較佳的第一T形截面流道段長度(la)、第二T形截面流道段長度(lb)、方形截面流道段長度(lc)及流道內的模組排列方式,並分析各參數在Re = 0 01~10對混合的影響。為了驗證數值模擬是否可靠,使用微影技術製作微混合器,並利用雷射共軛焦顯微鏡擷取流體在微混合器中的混合影像,由模擬與實驗結果相比較,發現兩者相當一致。本文結果顯示:(一)流體在低雷諾數(Re ? 10)下依序流經偏右與偏左T形截面流道段後,會產生縱向渦流,且此渦流在接下來的方形截面流道段會持續存在並增進混合效果。(二)參數對混合度的影響由大到小依序排列為:流道內截面排列方式,第二T形截面流道段長度,方形截面流道段長度,第一T形截面流道段長度。(三)改變方形截面流道段長度與流道內的截面排列方式,幾乎不會影響壓降大小,而改變第一T形截面流道段長度與第二T形截面流道段長度,雖會影響壓降大小,但影響不大。(四)在低雷諾數(Re ? 10)時,具交錯T形截面之微混合器的參數以la = 0 75Wm、lb = Wm、lc = 0 75Wm (Wm代表主流道的寬度)及12個模組中皆為ABC的排列順序時的混合效果為最佳。
Date of Award2014 Aug 11
Original languageChinese
SupervisorChih-Yang Wu (Supervisor)

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