旋流式微混合器内旋流流动及相变过程研究

进行可用于现代生化及微能量转换系统的一种新型旋流式微混合器内的旋流形成、流动、气流相变和混合机理的研究。研究结果将成为旋流式微混合器设计的基础理论。这种旋流式微混合器利用由少量微喷嘴和引导叶片组成的微喷射结构，使混合流体平行对向高速喷出，并以切线方向进入微混合腔而形成旋流流动场，在极短时间内迅速并强化混合。由于只需较少的微喷嘴和引导叶片而不需要大量的平行微通道来实现快速混合，从而减少了制造工艺和成本，具有广阔的应用前景。采用理论和实验相结合的研究方法，在理论研究微流束无相变和包含相变过程的旋流形成机理、流动特性和混合机理的基础上，建立旋流式微混合器单相和多相旋流混合过程的数学模型，利用数值方法求解，通过微流体全场数字粒子图像测速技术（Micro-PIV仪）和三维X射线扫描技术（3D X－ray Scanner仪），实验研究旋流式微混合器旋流流动特征以及多相流体在旋流混合中伴随的相变机理。