微混合通道(如圖 1 所示)中的液體流動時雷 諾數(shù)非常小,不會發(fā)生湍流現(xiàn)象,混合主要依靠物 質(zhì)的擴散能力,其本質(zhì)上是緩慢的過程。
因此,微流體混合方案的目的是提高混合效率,從而可以在 較短的混合通道內(nèi)實現(xiàn)充分的混合。
被動式微混合器通過改變微通道的結(jié)構(gòu)或增 加配置,來增加混合流體之間的接觸面積,使流體 在沿著微通道流動時產(chǎn)生混合。
主動式微混合器 在微通道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用電力、聲波等能量進 行驅(qū)動,通過微混合通道和外力的共同作用,達到 期望的混合效果。
目前國際上已有多種類型的動態(tài) 微混合器應(yīng)用于生物、化工、芯片等高科技領(lǐng)域。
目前對混合器在液液混合過程中的應(yīng)用來說, 應(yīng)具備的性能有:
提高混合的均勻程度,避免混合 死區(qū)的產(chǎn)生;
提高混合效率,減少混合停留時間, 在盡可能少的混合單元完成充分混合;
能夠進行連 續(xù)化的生產(chǎn),保證產(chǎn)品的生產(chǎn)量;
降低混合器能耗, 減少操作成本,提高經(jīng)濟效益。
要實現(xiàn)這些目標(biāo), 需要對混合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改進。
為了使其更好 地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,提高經(jīng)濟效益節(jié)約能源,筆者建議如下:
1)混合操作是工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的步驟,混 合效率以及產(chǎn)品質(zhì)量高度依賴混合器的混合性能,
目前混合器的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,應(yīng)加強對混合器結(jié)構(gòu) 的改進,以適應(yīng)復(fù)雜的混合操作。
2)有研究表明,在混合器內(nèi)部選擇組合型混合 元件相較于單一類型的混合元件對流體的混合程度更加均勻,
從而在相同的混合長度下,達到更加充 分的混合,或者在保證混合性能的同時,
減少混合 長度,從而降低成本,這可作為新的研究層面。
3)動態(tài)混合器在流體適用范圍上優(yōu)于靜態(tài)混合 器,在復(fù)雜的混合操作中將發(fā)揮更大的優(yōu)勢,
研發(fā) 出高效化、連續(xù)化、節(jié)能化的新型動態(tài)混合器具有 重要意義。
4)隨著微流體混合復(fù)雜程度的增加,微混合器 僅依靠一種驅(qū)動能量無法達到預(yù)期的混合效果,
需 要多種外力共同作用。目前電力驅(qū)動混合效率高,并且能夠作用于多種類型的微通道,在未來的研究中將受到越來越多的關(guān)注.