第30卷第9期 2013年9月
吉林化工学院学报
JOURNAL OF JILIN INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY
文章编号：1007-2853(2013)09-0110-03
雷诺值对T型微混合器中二元流体
混合效果的影响华硕，张天懿？
（1.吉林化工学院理学院，吉林吉林132021;2.中石油吉林分公司有机合成厂，吉林吉林132022）
Vol. 30 No. 9 Sep.2013
摘要：微管内二元流体的混合间题是微流动领域中最基础的间题之一，其应用跨越了当今各个专业领域（如反应，气体吸收，乳化，起泡和调配等的样品制备）.T型微管是一种经典的微混合器，本文利用格子玻尔兹曼方法（简称LBM)模拟了该混合器在不同雷诺值条件下的混合效果，并讨论了雷诺值对混合效果影响的条件
关键调：LBM；雷诺值；微混合器
中图分类号：040
文献标志码：A
微管内二元流体的混合问题是微流动领域中最基础的问题之一，由于微尺度条件下，二元流体的流动趋向于层流，扩散式是主要的，而通过扩散发生的混合将花费相当长的时间.总的说来，微流动混合间题的应用跨越了当今各个专业领域，例如化学分析和传统普通存在的混合工作（如反应，气体吸收，乳化，起泡和调配等）的样品制备。因此，研究微流动混合问题具有非常重要的意义
格子玻尔兹曼方法（简称LBM）是新兴的以物理学为基础模拟复杂流体（例如多相流[14]，多组分流[5-7]多孔介质流(*]，流体中悬浮粒子[9]）的一种的有效的计算方法.在许多流体问题诸如污染扩散、化学过程、燃烧器内混合反应中，质量和动量在多组分流中的输运是很重要的研究对象在这些应用领域，基于连续介质假设的模型很难计算由于多种反应而引起的流体几何形状的复杂改变及相变，甚至于连基于连续介质假设的模型都很难建立.因此这些流体问题迫切需要用lattice Boltzmann方程来求解.2002年，L.-S.Luol1）等人在动力学理论的框架下发展了多组分流体的 latticeBoltzmann模型
雷诺数是流体流动中惯性力与粘性力比值的量度.它可以视作惯性力与粘性力之比.雷诺数较小时，粘性力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因粘性力而衰减，流体流动逐渐趋于稳定，视为层流；反之，雷诺数较大时，惯性力对流
场的影响大于粘性力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的满流流场
本文应用格子玻尔兹曼方法（简称LBM）模拟了T型微混合器在不同雷诺值条件下对二元流体的混合效果，并得出结论，
LBM方法中的二元流模型
2002年,L.-S.Luol11等人在动力学理论的框架下发展了多组分流体的latticeBoltzmann模型
该模型有两大优势：一是可以在任意的 Prandtl数和Schmidt数下模拟流体流动；二是精确模拟了可互溶流体和不互溶流体的相互作用
类似于单组分流体的的LBM方程，二元流体系统内的2种物质，我们能得到2个联立方程，因此对二元系统的玻尔兹曼方程是(0-】：
a,f"+$·Vf"+a·V"=Q"+Q?
(1)
so0 + s50= sJ△ ·?+ sfe
(2)
其中了是概率分布函数，是粒子速度，α和S代表两种物质，α和S是由于两种物质相互作用的碰撞项，Q""和QSS是自碰撞项.格子玻尔兹曼方程可被离散为如下：
fe(x+eo.,t+8)-fo(x,t)=J+Jes-
收稿日期：2013-06-29
作者简介：华硕（1984-），女，吉林省吉林市人，吉林化工学院助教，硕土，主要从事流体方面的研究、万方数据