Об оптимизации процесса смешения жидкостей в микроканалах

Abstract

A method for simulating fluid flows in microchannels is proposed. The method is tested using available experimental data obtained in micro-PIV studies of microchannel flows. Flow regimes in Y-, T- and S-types micromixers are studied. Passive and active mixers are considered. The dependence of the mixing efficiency on the Peclet number and the Reynolds number is examined, and the possibility of using hydrophobic and ultrahydrophobic coatings is analyzed.

В работе предложена математическая модель и численный алгоритм для моделирования течений жидкости в микроканалах. Приведены результаты тестирования численной методики и сопоставления полученных результатов с экспериментальными данными микро-PIV измерений. Изучены режимы течения и закономерности смешения жидкостей в микроканалах Y-, T-, S-типов. Для данных видов каналов получены зависимости эффективности смешения от чисел Рейнольдса и Пекле. Проведена оптимизация процесса смешения в микроканале Т типа. Показана возможность использования гидрофобных и ультрагидрофобных покрытий для уменьшения сопротивления каналов.