【摘 要】
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本文采用激光诱导荧光(LIF)和粒子图像测速(PIV)技术，对毫米级错流(CF)通道中的快速流动(FF)和混合进行了研究。对毫米错流混合器中的快速混和行为的实验研究为进一步的数值模拟提供了基础数据。
在快速流动压力条件下，刻有毫米通道的组装而成的PMMA板顺利通过了强度测试。为了研究混合效率与混合室尺寸的关系，我们对混合腔室尺寸分别为1×1×1、3×3×1、5×5×1、7×7×1mm（长×宽×高）的混合通道进行了实验研究。在高雷诺数下，混合腔室的尺寸越大，当流线形成特定的模式时，越多的液体停留在
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本文采用激光诱导荧光(LIF)和粒子图像测速(PIV)技术，对毫米级错流(CF)通道中的快速流动(FF)和混合进行了研究。对毫米错流混合器中的快速混和行为的实验研究为进一步的数值模拟提供了基础数据。
在快速流动压力条件下，刻有毫米通道的组装而成的PMMA板顺利通过了强度测试。为了研究混合效率与混合室尺寸的关系，我们对混合腔室尺寸分别为1×1×1、3×3×1、5×5×1、7×7×1mm（长×宽×高）的混合通道进行了实验研究。在高雷诺数下，混合腔室的尺寸越大，当流线形成特定的模式时，越多的液体停留在混合腔室内。在不明显增加界面面积的情况下，较宽腔室中液体的停留时间增加，进而在初始的扇形区域内可获得更好的混合效果。对比于简单的T形1×1×1mm通道，3×3×1mm腔室通道在分层混合区，扩散时间几乎没有增加。在5×5×1mm的混合腔室中，当速度为4.5m/s时出现了涡流混合区。当流速超过6m/s时，液体在混合通道入口处形成涡流。此时，流体会刮掉混合区域过渡壁的轮廓。
实验表明，使用PIV技术测量的流速与使用流量估计的流速吻合较好。在撞击区，速度的分布与混合通道的末端相同。这意味着，尽管混合通道长度为170mm，但由于两股流体在混合通道的摩擦与碰撞，流体并不会显著减速。
在同样流场条件下，模拟得到的结果出现了同样的现象。我们使用了CFD方法来模拟和验证错流通道内的流体混合特性。建立的CFD模型和数值方法使结果准确可信。为了更好的研究高雷诺数下毫米级通道内的流体行为我们进行了二维和三维的数值模拟。通过验证了的CFD模型和方法，我们在多种几何结构和操作条件下对毫米级通道内流体的流动和混合特性进行了数值模拟研究，并提出了优化设计的结构参数和操作条件，为此类工业反应器的设计提供参考。
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