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申请/专利权人：大连海事大学

摘要：本发明公开了一种壁面为正弦曲线且带有障碍及底部沟槽的蛇形被动式微混合器，涉及微混合器技术领域。其结构包括进液结构、圆柱形障碍、侧壁面为正弦曲线且底面有“凹槽”的混合蛇形通道、初步混合通道、出口通道。本发明通过圆柱形障碍将流体分裂、通过带有相位差的正弦曲面侧壁的曲率周期变化诱导Dean涡、收缩‑扩张分离涡形成和不平衡惯性碰撞重组、通过底面的“凹槽”引导流体发生横向流动来耦合产生混沌对流以增强混合效率。对于高粘度剪切稀化流体，障碍单元与正弦曲面侧壁间及不对称“喉口”部分的高剪切速率可以使其局部粘度降低，提高混合效率。综上所述，本发明内容能够提高牛顿流体及具有剪切稀化性质的非牛顿流体的混合效率。

主权项：1.一种壁面为正弦曲线且带有障碍及底部沟槽的蛇形被动式微混合器，包括流体入口通道Ⅰ1、流体入口通道Ⅱ2、流体入口通道Ⅲ3、混合通道正弦波纹侧壁面Ⅰ4、混合通道正弦波纹侧壁面Ⅱ5、底面“凸脊”“沟槽”结构6，连接分裂重组混合子单元的弯转通道7、圆柱障碍单元8、出口通道9、不对称“喉口”10、由圆柱障碍分隔开的子流道11、初步混合通道12，其特征在于所述的流体入口通道Ⅰ1、流体入口通道Ⅱ2、流体入口通道Ⅲ3长度分别为3mm，三个入口通道相互垂直构成流动聚焦结，流动聚焦结下游的初步混合通道12长度为5mm，出口通道9长度为3mm，以上通道的宽度均为0.7mm；流体入口通道Ⅱ2、流体入口通道Ⅲ3通入同种组分的流体；当流体入口通道Ⅰ1通入有别于流体入口通道Ⅱ2、流体入口通道Ⅲ3通道中组分的流体时，实现微混合；通过调节流体入口通道Ⅰ1、流体入口通道Ⅱ2、流体入口通道Ⅲ3的流量比来控制完全混合之后的质量分数，亦可以调节流体入口通道Ⅰ1、流体入口通道Ⅱ2、流体入口通道Ⅲ3的整体流量来调节混合指数；混合通道正弦波纹侧壁面Ⅰ4、混合通道正弦波纹侧壁面Ⅱ5的正弦曲线方程分别为：0.2sin2πx+π4、-0.2sin2πx-π4-0.7，沿水平方向的长度为：2.5mm，含有三个障碍单元的正弦曲线侧壁面通道沿竖直方向的长度为：3.5mm，此种排布方式可以有效降低轴向长度便于集成化；底面“凸脊”“沟槽”结构6的无“凸脊”部分整体深度为0.22mm，有“凸脊”部分深度为0.2mm，“凸脊”结构高度为0.02mm，穿过每个圆柱形障碍水平投影圆的圆心的“凸脊”个数为12，穿过每个约束弯转通道位置的14圆的圆心的“凸脊”个数为5；“凸脊”“沟槽”结构6的“凸脊”两侧壁与圆柱障碍单元8在底部投影圆的圆心之间的夹角为10°；连接分裂重组混合子单元的弯转通道7的底面投影曲线由半径为0.9mm和0.2mm的14圆构成；圆柱障碍单元8多个圆柱障碍单元之间的位置约束均为竖直或水平，位于混合通道正弦波纹侧壁面Ⅰ4、混合通道正弦波纹侧壁面Ⅱ5构成的腔室中心位置，其底面投影圆直径为0.42mm，高度为0.22mm；不对称“喉口”10的“喉口”由混合通道正弦波纹侧壁面Ⅰ4、混合通道正弦波纹侧壁面Ⅱ5幅值点附近区域构成，相位差造成了其不对称性；由圆柱障碍分隔开的子流道11的子流道为圆柱障碍单元8与正弦波纹壁面之间的流道，共两条，最小宽度为0.113mm，微混合器最大深度为0.22mm；初步混合通道12是流动聚焦结进液结构与混合蛇形通道之间的过渡混合通道。

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百度查询： 大连海事大学 一种壁面为正弦曲线且带有障碍及底部沟槽的蛇形被动式微混合器