基于特斯拉阀的微流体混合器开题报告

 2023-10-20 08:54:37

1. 研究目的与意义

1)背景

微混合器由于其结构简单,能够快速地混合流体的特点,近年来被广泛的应用于化工和生物制药领域,微混合器根据工作机制被分为主动式和被动式两种,主动式微混合器工作时需要外部加以影响, 被动式则是在内部通过增加挡板、凹槽等方式强化流体的混合,混合过程中不需要施加外部干扰。动式微混合器由于成本低廉,加工简易且相对于主动式更容易在微流系统中集成的特点而被大量研究关注,动式微混合器中主要依靠分子扩散和混沌对流完成混合。

目前的型混合器通常指整体尺寸在毫米级或微米级的混合器,其在细胞裂解、物质搅拌混合、芯片散热以及高能炸药制备等工业过程中起着重要的作用。较小的尺寸在精确控制混合室内部流动的同时提供较大的表面积比,从而实现高效混合以及强化换热。传统混合器由于安全因素,往往不能进行连续生产,须在搅拌结束后,重新卸料、装料后继续混合,限制了混合效率。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

根据现存的微混合器,进行选择修改,制作以特斯拉阀为基础的模型,目标是在原有模型上使其变得结构简单,混合效率高。

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

1.在网络上寻找相关资料,认真学习微混合器的相关知识,和comsol软件微流体模块,为进一步设计打下基础。

2.通过老师的指导,进一步了解课题的要求。

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4. 参考文献


[1] 翁祥宇,严生虎,张跃等,一种基于特斯拉阀结构的微混合器设计、模拟及其试验研究[J].化工进展.2021,40(08).

[2] An-Shik Yang,Feng-Chao Chuang,Chi-kuan Chen et al. A high-performance micromixer using three-demensional Tesla structures for bio-applications[J].Chemical Engineering Journal 263(2015)444-451.

[3] A novel in-plane passive microfluidic mixer with modified Tesla structures.[J]. Hong Chien-Chong;;Choi Jin-Woo;;Ahn Chong H.Lab on a chip,2004(2)

[4]Single-phase fluid flow and mixing in microchannels[J]. Vimal Kumar;;Marius Paraschivoiu;;K.D.P. Nigam.Chemical Engineering Science,2010(7)

[5] 吴迪,高朋召,微反应器技术及其研究进展[J]. 中国陶瓷工业,2018(05)

[6] 凌芳,顾小焱,柯德宏,王涛,微通道反应器的发展研究进展[J]. 上海化工,2017(04)

[7] 王效文,杨丽红,孙福佳, 特斯拉型混合器中障碍物布局的优化[J]. 液压与气动,2022(05)

[8] 杨哲,郗大来,李宁,周军, 微通道结构数值模拟及实验性能评价[J]. 化工进展,2021(01)

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5. 计划与进度安排

(1)2023-1-10~2023-2-18 查阅文献资料,进行文献综述,撰写开题报告,翻译英文文献;

(2)2023-2-18~2023-2-21 查阅相关资料,分析微混合器的基本原理和结构,了解微流控技术;

(3)2023-2-21~2023-2-27 进行微混合器通道的设计,开展机械模型设计;

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