微机电系统中的微混合器的研究 下载本文

浙江科技学院毕业论文

如图10所示,是粗糙度分别为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度等值线图。由图中比较可知,随着粗糙度的升高,微通道中心区域流体的速度较高速区域变小,中心附近区域速度有下降的趋势,且影响越来越明显。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图10. 速度等值线图

如图11所示,分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度矢量图。同样,由图中比较可知,粗糙度越大,对速度矢量方向的影响越明显。粗糙度为1.6微米时,只有设定的障碍物处的速度矢量的方向有所改变,其他地方影响较小。随着粗糙度的增大,速度矢量的方向改变得越明显,且速度变小的趋势也很明显。粗糙度为12.5微米时,可明显看出速度在障碍物处变化较大。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为3.2微米时 d. 粗糙度为3.2微米时 图11. 速度矢量图

如图12所示,分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的压力迹线图。由图中对比可知,随着粗糙度的增大,对压力迹线的影响就越发明显,压力迹线弯曲程度越来越大。

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

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c. 粗糙度为6.4微米时

d. 粗糙度为12.5微米时 图12. 压力迹线图

如图13所示,分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度迹线图。由图中对比可知,随着粗糙度的增大,对速度迹线的影响与压力迹线的影响相似,是随着粗糙度的增大影响变大,且部分地方的速度有变小的趋势,速度迹线弯曲程度越来越大。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图13. 速度迹线图

3.1.3 速度为50mm/s时粗糙度对流动的影响

如图14所示,分别为粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的理想结构模型。

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时

d. 粗糙度为12.5微米时 图14. 压力等值线图

由图14中四个分图比较可知,随着粗糙度的升高,流体进入微通道后的同一位置的压力梯度先降低后升高,但是影响同样并不明显。

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如图15所示,是粗糙度分别为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度等值线图。由图中比较可知,随着粗糙度的升高,微通道中心区域流体的速度较高速区域变小,中心附近区域速度有下降的趋势,且影响越来越明显。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图15. 速度等值线图

如图16所示,分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度矢量图。同样,由图中比较可知,粗糙度越大,对速度矢量方向的影响越明显。随着粗糙度的增大,速度矢量的方向改变得越明显,且速度大小变化也很明显。粗糙度为12.5微米时,可明显看出速度在障碍物处变化较大。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为3.2微米时 d. 粗糙度为3.2微米时

图16. 速度矢量图

如图17所示,分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的压力迹线图。由图中对比可知,随着粗糙度的增大,对压力迹线的影响就越发明显,迹线越来越稀疏,越来越弯曲。

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时

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d. 粗糙度为12.5微米时 图17. 压力迹线图

如图18所示,分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度迹线图。由图中对比可知,随着粗糙度的增大,对速度迹线的影响与压力迹线的影响相似,是随着粗糙度的增大影响变大,且部分地方的速度有变小的趋势。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图18. 速度迹线图 3.2 宽度为100微米的情况下粗糙度对流动的影响

如图19所示,分别为粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的理想结构模型,即图1中H值分别为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米。

a.粗糙度为1.6微米时 b.粗糙度为3.2微米时

c.粗糙度为6.4微米时 d.粗糙度为12.5微米时

图19. 网格显示图

3.2.1 速度为0.5mm/s时粗糙度对流动的影响

如图20所示是粗糙度分别为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的压力等值线图。

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