افزاره های میکروفلویدیک
تعداد صفحات : 77 با فرمت پی دی اف
چکیده:
سیال ها موادی هستند که در اثر تنش برشی هر چند ناچیز به طور دائم تغییر شکل می دهند. این تنش ها می تواند ناشی از ضربه یا حرارت باشد و به نوعی از حاصل تقسیم نیرو بر سطح بوجود می آید. این سیال ها در افزاره های میکرو فلوئیدیک حرکت می کنند و به تبع تنش اعمالی به سیال این تنش به افزاره ها نیز اعمال می شوند. بررسی این تنش ها می تواند نقش جریان ها را در سیال ها مشخص کند. قطع نظر از ماهیت جریان سیال تمامی جریان های درون سیال از یک سری روابط تبعیت می کنند که می توان به صورت تحلیلی به این روابط پرداخت و در نهایت با بررسی روابط حاکم بر سیالات می توان خواص حاکم بر افزاره های میکرو فلوئیدیک را بیان کرد. در این سمینار با نشان دادن مثال های مختلف و با توجه به معادلات حاکم بر دینامیک سیالات به بررسی جریان آرام سیال در درون کانال ها می پردازیم.
مقدمه:
بررسی خواص افزاره ای میکرو فلوئیدیک و سیالات از مباحثی است که در مکانیک سیالات به عنوان یک مبحث مهم نگریسته می شود. اعمال نیرو های وارد شده بر سیالات و بر هم کنشی که در این سیالات بوجود می آید جز مواردی است که محققان این علوم سالیان سال به بررسی آنها پرداخته اند. یکی از خواص مهم سیالات که نوع سیال را مشخص می کند خاصیت چسبندگی سیال در افزاره می باشد. بر حسب این خاصیت، سیالات به دو نوع نیوتنی و غیر نیوتنی تقسیم می شوند که به نوعی در سیالات نیوتنی وارد شده و سیال و سرعت تغییر شکل زاویه ای رابطه خطی برقرار است در حالی که در سیالات غیر نیوتنی این رابطه به صورت غیر خطی تلقی می شود. حال با توجه به مطالب بیان شده، پرداختن به ساختار هندسی سیالات می تواند تشریح فرآیندها را آسانتر کند.
با استفاده از معادلات اساسی در دینامیک سیالات از جمله معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و روابط حاکم بر آنها و با توجه به دبی سیال بر روی ماده جامد می توان خواص سیال را مورد بررسی قرار داد. علاوه بر معادلات حرکت از جمله معادلات پر کاربرد در دینامیک سیالات حرکت می باشند. این معادلات برای محاسبه رابطه اعمال شده به سیال و میزان جابه جایی آن به کار گرفته می شود .
در فصل اول به بررسی سیال و خواص حاکم بر آنها می پردازیم. در فصل دوم معادلات اساسی در دینامیک سیالات را بیان می کنیم و در فصل سوم به بررسی جریان های حاکم بر سیالات اشاره می کنیم و در نهایت با استفاده از روشهای محاسباتی دینامیک سیالات و شارش جریان تراکم ناپذیر در میکرو کانال ها به بررسی جریان سیال در مقیاس زیر میکرومتر و نانو متر می پردازیم.
فصل اول
سیال و خواص آن
1 ) تعریف سیال
سیال ماده ای است که در اثر تنش برشی هر چند ناچیز به طور دائم تغییر شکل میدهد. تنش برشی متوسط عبارت است از حاصل تقسیم نیروی برشی بر سطح، که این نیروی برشی مولفه مماسی نیرو بر سطح میباشد. تنش برشی در یک نقطه حد نیروی برشی وارد بر سطح است وقتی که این سطح بطور کافی کوچک و به یک نقطه تبدیل شود.
این صفحات به قدری بزرگ هستند که میتوان از شرایط لبه های آنها صرف نظر کرد. فرض بر این است که کشیده می شود. به این ترتیب تنش برشی F توسط نیروی A صفحه پائین ثابت است و صفحه بالائی با مساحت A بر ماده مورد نظر وارد میشود.
تعداد صفحات: 77
