簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 諶佳佳
Chen, Jia-Jia
論文名稱: 被動式微混合器之數值模擬
The numerical simulation of a passive micromixer design
指導教授: 潘大知
Pan, Dart-Zi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 81
中文關鍵詞: T型管被動式微混合器低雷諾數計算流體力學
外文關鍵詞: T-tube, passive micromixer, low Reynolds number, Computational fluid dynamics
相關次數: 點閱:118下載:4
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究設計一低雷諾數下之被動式微混合器,並以計算流體力學為工具研讀其三維流場及其混合效率。本研究在基本T-tube混合器的主流道進口處加裝一轉接頭,其目的在(1)產生超過一個以上的混合界面;(2)減少完全混合所需的混合距離。本研究中以產生三個混合界面並使混合距離減半的轉接頭為例,研讀此設計所能達到的混合效率。

    The low Reynolds number flow field of a novel micromixer design is studied in detail using Computational fluid dynamics. The mixer being studied is based on the T-tube micromixer with a converter section added to the beginning of the main flow channel. The converter is designed to increase the number of mixing interface and to decrease the mixing distance necessary for a complete mixing. In this work a converter capable of generating three interface and cutting the mixing distance by half is designed and studied in defuel.

    中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 符號說明 XII 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 微混合器分類 3 1-3 主動式微混合器 4 1-3-1 壓力擾動式(Ⅰ) 4 1-3-2 壓力擾動式(Ⅱ) 6 1-3-3 順序轉換式 6 1-3-4 電解擾動式 7 1-3-5 注射式微混合器 (Injection Micromixer) 8 1-4 被動式微混合器 9 1-4-1 層疊式混合器 9 1-4-2 混沌對流微混合器(Chaotic Advection Micromixer) 9 1-4-3 二次流現象微混合器(Secondary Flow Micromixer) 10 1-4-4 分離現象微混合器(Separation Micromixer) 11 1-4-5 分子擴散作用式(Molecular Diffusion)(Ⅰ) 12 1-4-6分子擴散作用式(Molecular Diffusion)(Ⅱ) 13 1-5 研究概念 14 第二章 統御方程式和數值方法 15 2-1 基本假設 15 2-2 統御方程式 15 2-3 CFD模擬工具 17 2-4 邊界條件 17 2-5 重要參數定義 18 第三章 微混合器之數值分析 20 3-1 T型管微混合器 20 3-2 基本擴散原理驗證 23 3-3 三維T型管驗證 37 3-4 三維壓差公式驗證 40 第四章 三維微混合器之計算分析 45 4-1 定義完全混合長度L99%* 45 4-2 多界面混合器設計 46 4-3 多界面混合器主流道加上隔板 56 4-4 延長轉接頭整流段 63 4-5 改變轉接頭進口流量 68 4-6 工作流體為酒精時的微混合器 74 第五章 結論 76 參考文獻 79

    [1] Manz, A., Graber, N. and Widmer, H.M., ”Miniaturized Total Chemical Analysis Systems: A Novel Concept For Chemical Sensing” ,Sensors and Actuators,B1,244-248,1990

    [2] Nguyen, N. T.,and Wu, Z., “Micromixers-a review,” Journal of Micromechanics and Microengineering, NO. 15, R1-R16, 2005.

    [3] Glasgow, I., and Aubry, N., “Enhancement of Microfluidic Mixing Using Time Pulsing,” Lab on a Chip, No.3, pp. 114-120, 2003.

    [4] 黎康熙, “利用入口脈動流之主動式微混合器研究,” 國立成功大學航空太空研究所碩士論文, 中華民國95年6月.

    [5] Chung, Y. C., “Order-Changing Microfluidic Mixer,” United State Patent, 2001, NO. US6331073 B1.

    [6] Wu, H. Y., and Liu, C. H., “A Novel Electrokinetic Micromixer,” The 12th international Conference on Solid State Sensors, Actuators and Microsystems, Boston, June 8-12, 2003.

    [7] Miyake, R., Lammerink, T. S. J., Elwenspoek, M., and Fluitman, J. H. J., “Micromixer with Fast Diffusion,” An Investigation of Microstructures, Sensors, Actuators, Machines and Systems. IEEE, pp. 248-283, 1993.

    [8] Schwesinger, N., Frank, T., and Wurmus, H., “A Modular micro-fluidic System with an Integrated Micromixer,” Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol.6, No.1, pp. 99-102, 1996.

    [9] Stroock,A. D., Dertinger, S. K., Ajdar, A., Mezic, L., Stone, H, A. and Whitesides, G. M., “Chaotic Mixer for Microchannel,” Science, Vol. 295, 2002, pp.647-651﹒

    [10] Friedhelm, S. and Steffen, H., “Simulation of Helical Flows in Microchannels, ”American Institute of Chemical Engineerings Journal, Vol. 50, No. 4, pp. 771-778, 1996.

    [11] Virginie, M., Jacques, J., and Hubert, H. G., “Mixing Processes in a Zigzag Microchannel:Finite Element Simulations and Optical Study,” Analytical Chemistry, No.74, pp. 4279-4286, 2002.

    [12] Veenstra, T. T., Lammerink, T.S.J., Elwenspoek, M. C., and Berg, A. V. D., “Characterization method for a new diffusion mixer applicable in micro flow injection analysis systems,” Journal of Micromechanics and Microengineering, No.9, pp. 199-202, 1999.
    [13] 廖崇耀﹐“一種依擴散現象而設計之被動式微混合器,” 國立成功大學航空太空研究所碩士論文﹐中華民國96年6月﹒

    [14] 陳安邦, “被動式微混合器設計之數值研究,” 國立成功大學航空太空研究所碩士論文﹐中華民國97年6月﹒

    [15] Frank M. White, “Viscous Fluid Flow,” Third Edition, McGraw-Hill, International Edition 2006﹒

    下載圖示 校內:2013-08-30公開
    校外:2013-08-30公開
    QR CODE