بررسي عوامل بهبود دهنده ي شاخص اختلاط در ميكروميكسرهاي توئيست سه بعدي

سيستم هاي ميكروفلوئيديك براي توليد مخلوط هاي همگن به شدت به ميكروميكسرها متكي هستند. اين درحالي است كه دستيابي به شاخص اختلاط بالا در طيف وسيعي از اعداد رينولدز (Re) براي ميكروميكسر ها چالش برانگيز است. هرچند ميكروميكسرهاي توئيست شاخص اختلاط بالايي را، به خصوص در اعداد رينولدز بالا، از خود نشان داده‌اند، با اين حال، اطلاعات كافي در مورد پارامترهاي موثر بر شاخص اختلاط در اين هندسه وجود ندارد. اين مطالعه با هدف بررسي تاثير تعداد دوران سطح مقطع، نسبت منظري و نسبت خروج از مركز بر شاخص اختلاط براي يك ميكروميكسر توئيست انجام شد. ميدان جريان در ميكروميكسر به صورت عددي حل شد و شاخص اختلاط براي اعداد رينولدز 1 تا 400 محاسبه گرديد. اين مطالعه نشان داد كه ميكروميكسر توئيست با سطح مقطع مستطيلي و دو نسبت منظري مختلف 25/0 و 4 مي‌تواند شاخص اختلاط را تا 34 درصد افزايش دهد و آن را به بالاي 90 درصد، براي طيف وسيعي از اعداد رينولدز (1 تا 400) به برساند. علاوه بر اين، نسبت خروج از مركز كه براي اولين بار معرفي شد، نقش مهمي در بهبود عملكرد اختلاط در ميكروميكسر هاي توئيست داشت. براي اعداد رينولدز پايين تا متوسط، خروج از مركز، 75/0=ER بهترين عملكرد را نشان داد، در حالي كه براي اعداد رينولدز بالا، 5/0=ER بازده بهينه را دارا بود. خروج از مركز يك ميكروميكسر توئيست، شبيه به تركيب يك هندسه مارپيچ با هندسه توئيست است كه سبب افزايش جريان ثانويه درون كانال مي شود. اين يافته‌ها بينش‌ ارزشمندي در مورد طراحي ميكروميكسرهاي توئيست و پيشرفت سيستم‌هاي ميكروسيال ارائه مي‌دهند.