在包装行业快速发展的今天,为了迎合国际市场对高品质材料的需求,越来越多的产品制备装置开始偏向集成化与小型化。这就促进了微混合装置的蓬勃发展。在当代材料制备领域中,其相关制备装置的体积大,灵活性较差。所以,在大环境的影响下,微混合装置的研究成为国内外炙手可热的研究方向之一。材料的合成品质与微混合器的混合效果直接相关,微混合器中通道的混合性能决定微混合器的混合效果,故针对微通道的结构设计与优化变得尤为重要。为提升微混合器的混合性能及效率,本文基于被动式微混合器的分子扩散及对流混合机理,对微通道的结构进行了多种设计与优化,并对仿真结果进行对比分析,依据该分析结果确定混合性能及混合效率最优的通道结构。通过对比现有微通道结构,设计三种通道构型:新型锯齿形通道、蛇形通道、菱形通道。基于数值仿真分析方法对各个通道的混合效果以及压力损失进行对比分析,确定出混合性能较优的通道,并对其导入区角度、通道的深宽比、菱形的开合角度、尖角处的倒圆角四方面分别进行优化分析,确定最佳结构参数。在实际应用情况下,对优化后通道的混合性能进行模拟分析,并与本文最初所设计的三种构型通道以及直通道进行对比,确定优化后通道的优越性。通过分析可以将优化后的微通道更好地应用到实践中。相比本文所设计的其他通道,菱形通道在不同流速下的混合强度最高、压力损失最小,其混合性能最好。优化后菱形通道的结构参数确定为:导入区角度α为20°,通道的深宽比为h/w=0.2,菱形通道的开合角为150°,尖角处的倒圆角为R1=3mm,R2=0.5mm。优化后通道在压力特性、速度特性、应力特性、混合效果以及混合效率方面均最优,基于该结果表明了优化后通道的混合性能最好。通过对微混合器的结构设计与优化来提高通道的混合性能对包装材料的发展具有重要的意义,由于微混合器具有优良的液滴流型和操控性能,且传热所需的时间较短,对外界的反应条件与材料的用量可以精准控制,因此可以大幅提高材料精度和生产效率。