幾何形狀對微混合現象影響之研究

Abstract

本研究著重於被動式微混合器在微混合現象之探討，利用微機電技術與PDMS高分子材料為結構，設計出有別於其他文獻上之微混合器，並改變其各項參數，找出在極低雷諾數下即能產生良好混合效果的設計。我們在Re=1000Pe的原則下，首先，我們設計出三種長度、深度、寬度均相同的蛇狀流道，90度轉角、60度轉角以及半圓形流道，在Re=0.01到Re=10的情況下來做比較，結果發現，60度轉角的蛇狀流道比起其他兩者有著明顯的擴散效果，而此擴散效果在雷諾數越低的情況下越明顯，接下來我們再設計出兩種不同的流道來做比較，分別是方形與三角形流道，在相同的條件下來進行拍攝，其結果顯示也是三角形流道會有較良好的擴散效果，最後，我們選擇以三角形流道為基礎，做出了3D流道，分別在Re=0.01，0.1，1下來做觀察，發現兩流體在流道出口處均有相當好的混合效果。 本文除了提出了此種新型微混合器的設計方法原則，同時建立了完整的實驗方法與設備，更進一步說明了此微混合器的可行性。將來可運用在積體電路或其他為流體元件，將其整合於晶片上，成為低成本的微機電流體系統。