非磁性细微颗粒的负磁泳耦合分选规律研究

发布时间：2024-05-18 05:18

　　非磁性细微颗粒的磁泳分离在生物工程、材料工程和环境工程等领域具有广阔的应用前景.为了分选直径非常接近的非磁性微粒,设计了负磁泳耦合的水动力分选器,为了确保分选器具有优异的性能,数值研究了在不同的磁场强度、磁铁个数、微通道参数、入口流速和速度比时, 3, 4, 5μm的3种非磁性颗粒的运动轨迹,计算3种颗粒侧向偏移和颗粒分布带之间的距离(即带间距).结果表明:3种细微颗粒的侧向偏移距离和带间距都随磁场强度和颗粒尺寸的增大而增大;但是颗粒的侧向偏移并不会因为磁铁数量的增加而持续增加;颗粒的分离效果随着入口流速的减小,流速比的增大而提高.此外,当微通道结构参数H_a/H_b越小,不同颗粒分布带之间的距离就越大,不同直径的颗粒就越容易分离;最后,利用微-PIV实验获得了3种颗粒带的分布,并计算颗粒分布带宽和带间距,与数值模拟结果比较发现一致性很好.研究结果对非磁性颗粒分选器的设计具有指导意义.

【文章页数】：12 页

【文章目录】：
1 引言
2 负磁泳分选器
    2.1 负磁泳原理
    2.2 非磁性颗粒的受力
    2.3 负磁泳耦合分选器
3 数值计算模型
    3.1 流场计算模型
    3.2 磁场计算模型
    3.3 颗粒轨迹计算
    3.4 试算与验证
    3.5 磁极分布对侧向偏移的影响
    3.6 永磁铁对颗粒侧向偏移的影响
    3.7 磁场强度对颗粒分离效果的影响
    3.8 入口流速对分选效果的影响
    3.9 入口流速比对分选效果的影响
    3.1 0 微通道的结构对颗粒分离的影响
4 实验验证
    4.1 非磁性颗粒制备
    4.2 实验系统
    4.3 分选芯片设计与制造
    4.4 实验结果与分析
5 结论



本文编号：3976503