磁场对微通道内颗粒分选和传热的影响研究

发布时间：2024-07-05 01:45

　　随着微流控系统的快速发展,微通道内纳米流体传质传热在生物工程、材料工程和环境工程等领域受到了越来越多的国内外高校和企业研究者的关注。在细胞、病毒和药物等筛选方面,微通道内对细微颗粒的分选将成为很好的研究课题。同时,微通道内纳米流体的应用可以增强传统的换热效果,并且它的小型化等优势使得其研究和发展更有前途。首先,综述了国内外学者在微通道内的颗粒分选,从主动分选器和被动分选器两方面出发,分析了各个研究者在使用不同形式的分选器的优缺点。总结发现:对于颗粒粒径比较接近的分选器研究还不够深入,还有待进一步探索和研究。并且对于非磁性颗粒或者活性细胞分选研究还不够完善,有些外场分选操作步骤复杂且可能会出现灭活率。需要负磁泳分选技术来更好的实现,并且将负磁泳分选技术和惯性分选技术结合可以更好提高分选效果。在纳米磁流体传热方面,磁场的分布对流体传热的影响研究还不够多,还有待总结和研究。其次,介绍流体力学一系列基本方程,简要分析叙述微流体力学方程使用条件和数值模拟方法,并且对本文使用的两相流模型进行方法和边界条件上的介绍。最后对颗粒在流场中的受力进行分析,为后面的研究提供理论基础。然后,对负磁泳颗粒分选器...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1几种常见的微流控芯片

杭州电子科技大学硕士学位论文3垂直方向充满样品液在水平方向通入气流，由于中间有交叉，气流会使样品溶液发生剪切，形成样品带。为分离分析提供了前提条件。（b）为浓度梯度微流控芯片，两种主要做层流流动的流体分别从A、B入口流入，在流入同一通道时，两种流体相遇后互相接触，然后两者通过自身....

图1.2片上自由流磁泳原理图

杭州电子科技大学硕士学位论文5同的位置上。Khasha等[29]通过使用CFD和DPM计算模型对微系统的磁珠分离和捕获进行研究，他设计的结构模型是两板间带有磁珠的流体，下板壁面排列磁元件。研究表明：磁元件的数量，体积以及间距对磁珠的分离都有一定的影响作用。Pamme等[30]研究....

图1.3电泳分选器

沟每帕Ａ鞒∏?虿??欢ǖ奈露忍荻龋?佣?芯靠帕?在这种温度区域下的聚集，研究表明温度梯度对颗粒的聚集有一定的影响。还有学者将热泳与收缩-扩张惯性分选相互耦合来更好的分离颗粒，如WangRJ[16]设计了热泳与惯性耦合的分选器来分选细微颗粒，结果表明这种多物理场耦合作用下的分选效果....

图1.4三入口惯性分选器

杭州电子科技大学硕士学位论文7向力有所不同从而分选出一定尺寸的颗粒。研究结果显示：该惯性分选器可以有效地分选出颗粒尺寸差别较明显的颗粒。但是此分选器对外界条件要求比较苛刻。Bhagat等[44]设计了多收缩-扩张形分选器如图1.5所示，是将通入的颗粒经过扩张腔产生Dean窝，使接....

本文编号：4000843