マイクロ流体装置は、バイオメディカルや化学的用途のために、しばしば流体の少量を操作します。 これらのデバイス内の対流を理解することは、流量と反応効率を最適化するために不可欠です。 この記事では、デバイス設計のための対流と戦略を分析するための方法について説明します。

マイクロフリッチドにおけるコンベクションの理解

導電性は、流体運動による熱または質量の輸送を意味します。 マイクロ流体システムでは、導電率は、混合、反応速度、温度分布に著しく影響する可能性があります。 分析の導電率は、レイノルド数を計算し、フローレジムを評価します。

対流分析の計算

レイノルズ番号(Re)は、フローがラマイナーまたはタバントであるかを決定します。 次のように計算されます。

Re = (× v × L) / μ

ρ が流体密度であるとき、v は速度、L は特徴的な長さであり、μ は動的粘度です。マイクロ流体装置では、通常、積層流体の流れを示す 2000 以下に残します。熱伝達解析のために、Peclet 数(Pe) が使用されます。

Pe = (v × L) / D[

D が拡散係数であるところ。高い Pe の値は、拡散上の対流を支配し、装置の設計検討を影響を及ぼす提案します。

アクションを強化する戦略の設計

マイクロ流体装置での対流を改善するために、設計者は二次の流れを誘発したり、流れの速度を増加させるチャネルの幾何学のような特徴を組み込むことができます。テクニックは次のとおりです。

  • 蛇口チャネルを導入し、混合を促進
  • 音響や磁場などの外部力を適用
  • 流速を調整して、Reynolds と Peclet の数値を最適化
  • 自然な対流を誘発する温度の勾配を使用して

これらの戦略は、目的のフロー特性を達成し、デバイス内の効率的な熱と質量転送を保証します。