Mili ve Mikro Boyutlu Kanallarda İki Fazlı Sıvı Katı Akışı ve Manyetik Taneciklerin Akıştan Ayrılması
Two Phase Solid-Liquid Flow in Mili and Micro Sized Channels and the Separation of Magnetic Particles
- Tez No: 384819
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. İ. YALÇIN URALCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: manyetik ayırma, manyetik mikrotanecik, mikrokanalda akış, magnetic separation, magnetic microparticles, microfluidic flow
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı-Akışkan Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Manyetik ayırma kolay, güvenilir, ucuz ve verimli olması dolayısıyla çevre, endüstri, tıp gibi farklı ve geniş bir alana yayılır. İlk zamanlar su ve toprağın ağır metallerden ayrılması işleminde başvurulan ayırma yöntemi manyetik taneciğin keşfiyle biyokimya, biyoanalitik, biyomedikal gibi disiplinler arası bilimlerde de dikkat çekmiştir.Manyetik tanecikler manyetik alan altında yönlendirilebilen taneciklerdir. Mikro hatta nano boyutta elde edilebilmeleri manyetik ayırmanın çok büyük sistemlerden lab-on-a-chip olarak ifade edilen birçok laboratuvar işlemlerini santimetre boyutlarındaki yongalara toplayan sistemlere dek kullanım olanağı bulmasını sağlar. Ayırma işleminde hücre yapısına zarar vermemeleri, küçük sistemlere uygulanabilirliğiyle, DNA saflaştırma, amino asit, protein gibi sarfiyatın pek istenmediği çalışmalarda başvurulur.Deneysel olarak uygulanması veya gözlenmesi zor olan sistemeler bilgisayar teknolojisi kullanılarak manyetik tanecikler yardımıyla kanser hücrelerinin ayrılması, kanser düzeyinin belirlenmesi, damar içinde yeterli dozda ilacın hedeflenen noktaya ulaştırılması gibi çalışmaların ortaya çıkmasını sağlar.Sunulan bu çalışmada, iki çıkışlı bir kanaldan geçirilen asıltıdaki taneciklerin, manyetik alan vasıtasıyla, yüksek oranda sudan ayrılarak istenilen çıkışa yönlendirilmeleri amaçlanır.Çalışmada mikrokanal içinden akan 20 mikron çapındaki manyetik taneciklerden oluşan seyreltik asıltının, manyetik alan altındaki davranışı sayısal ve deneysel olarak modellenir. Bir kanalda laminer akış sergileyen asıltı içindeki manyetik tanecikler, kanal dışına yerleştirilen sürekli mıknatıs tarafından yolundan saptırılmaya çalışılır. Tanecik, dış mıknatısın oluşturduğu manyetik alanın doğurduğu manyetik kuvvet ile sürükleme ve atalet kuvvetleri arasındaki denge sonucunda hareket eder.Tanecik davranışı, Fluent paket programında ayrık faz modeli (DPM) ile çözümlenir. Programda dış mıknatısın oluşturduğu manyetik kuvvet, C dilinde yazılmış kullanıcı tanımlı fonksiyonla (UDF) Fluent'e girilir.Çalışmada farklı kanal şekilleri ve hızlarda sıvı akışı çözümlemesi yapılmış ve bunların sonucunda belirlenen kanal için tanecik ve manyetik etki incelenmiştir. Sayısal sonuçlar hazırlanan mikroyapı ile elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
As it is easy, credible, cheap and efficient magnetic separation has spreaded to different and vast fields like environment, industry and medicine. With the discovery of magnetic particle, the separation method which is first referred to in the process of separation of water and soil from heavy metals, it attracted attention among the sciences such as biochemistry, bioanalytics, and biomedical.Magnetic particles are the particles that can be directed under magnetic area. Obtaining them in micro even nano shape provided magnetic separation used in from big sized systems to Lab-on-a-chip, various methods have been minituarized for the separation of small particles. In the separation process with doing no harm to cell construction to be adaptable miniaturized systems, it is applied to DNA purification, aminoacid, protein studies which aren?t desired to be consumption.The systems which are hard to observe and apply experimentally contributed to studies which include separation of cancer cells, determination of the level of cancer, transmission of the expected level of drug in vein via computer technology and with the help of magnetic particles.In the study that is carried out it is intended that particles, leaving from high amount of water are directed to desired exit from a double exit channels by magnetic area.Within the study, dilute flow that is formed of magnetic particles 20 micron in diameter flowing in a channel its manners under magnetic area are modelled numerically and experimentally. The magnetic particles in the suspension that is in the condition of laminar flow are tried to be deviated constantly by a permanent magnet placed outside the channel. The particle?s trajectory resulted from magnetic, drag and inertial forces.The motion of particle solved by Fuent 6.3.26 with discrete phase model (DPM).In programme the affect of permanent magnet to magnetic particle is a function (user defined function-UDF) written in C code and compiled to Fluent by Microsoft Visual Studio.Here different channel shapes and velocities used only for liquid flow and the results of that used for defined channels in magnetic particles and magnetic force. The results of our simulations using Fluent DPM model is compared with experimental results obtained using our own microfabricated systems.
Benzer Tezler
- Eğimli kök kanallarında farklı kök kanal patlarıyla yapılan kanal dolgusundaki boşlukların MİKRO-BT ile incelenmesi
MİCRO-CT evaluation of voids in root canal filling with different root canal sealers in curved root canals
İLÇİ BERK İÇMEZ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2022
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiEndodonti Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYLİN KALAYCI
- Alt sekans profil haritaları kullanılarak protein katlanması tanıma
Protein fold recognition using subsequence profile maps
RUŞEN HALEPMOLLASI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER SİNAN SARAÇ
- Printed circuit board coil based electromagnetic actuator design for micro/milliscale manipulation
Mikro/mili ölçekli manipülasyon için baskı devre bobin tabanlı elektromanyetik eyleyici tasarımı
ERDEM DOGUŞ AKKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiRobotik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ÇETİN
- Design of active magnetic bearing spindles for micro-milling applications
Mikro freze uygulamaları için aktif manyetik yatak millerinin tasarımı
KAZI SHER AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR BEDİZ
- Design and control of an autonomous blimp
Otonom hava aracı (Zeplin) tasarımı ve kontrolü
ERTUĞRUL BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ