微机电系统中的微混合器的研究

浙江科技学院毕业论文

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时

d. 粗糙度为12.5微米时 图20. 压力等值线图

由图20中比较可知，随着粗糙度的升高，流体进入微通道后的同一位置的压力梯度是增大的，但是变化比较不明显。

如图21所示，是粗糙度分别为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度等值线图。由图中比较可知，随着粗糙度的升高，微通道中心区域流体的速度较高速区域变小，中心附近区域速度有下降的趋势，但是影响程度相对不明显。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图21. 速度等值线图

如图22所示，分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度矢量图。由图中比较可知，粗糙度越大，对速度矢量方向的影响越明显。随着粗糙度的增大，速度矢量的方向改变得越明显，且速度大小变化也较为明显。粗糙度为12.5微米时，可明显看出速度在障碍物处较大，且速度矢量紧密。

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a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时 图22. 速度矢量图

如图23所示，分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的压力迹线图。由图中对比可知，随着粗糙度的增大，对压力迹线的影响就越发明显，弯曲程度变大。

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时

d. 粗糙度为12.5微米时 图23. 压力迹线图

如图24所示，分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度迹线图。由图中对比可知，随着粗糙度的增大，对速度迹线的影响与压力迹线的影响相似，是随着粗糙度的增大影响变大。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

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c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图24. 速度迹线图

3.2.2 速度为5mm/s时粗糙度对流动的影响

如图25所示，分别为粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的理想结构模型。

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时

d. 粗糙度为12.5微米时 图25. 压力等值线图

由图25比较可知，随着粗糙度的升高，流体进入微通道后的同一位置的压力梯度是降低的，且影响比较明显。

如图26所示，是粗糙度分别为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度等值线图。由图中比较可知，随着粗糙度的升高，微通道中心区域流体的速度较高速区域变小，中心附近区域速度有下降的趋势，且影响越来越明显。但是相对宽度为50mm/s时影响变小。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

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c. 粗糙度为6.4微米时 d. 粗糙度为12.5微米时

图26. 速度等值线图

如图27所示，分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的速度矢量图。同样，由图中比较可知，粗糙度越大，对速度矢量方向的影响越明显。粗糙度为1.6微米时，只有设定的障碍物处的速度矢量的方向有所改变，其他地方影响较小。随着粗糙度的增大，速度矢量的方向改变得越明显。粗糙度为12.5微米时，可明显看出在障碍物处速度矢量较为紧密。

a. 粗糙度为1.6微米时 b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为3.2微米时 d. 粗糙度为3.2微米时

图27. 速度矢量图

如图28所示，分别是粗糙度为1.6微米、3.2微米、6.4微米、12.5微米时的压力迹线图。由图中对比可知，随着粗糙度的增大，对压力迹线的影响就越发明显。

a. 粗糙度为1.6微米时

b. 粗糙度为3.2微米时

c. 粗糙度为6.4微米时

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