Geri Dön

Design and control of a valveless micropump

Valfsiz mikropompa tasarımı ve kontrolü

  1. Tez No: 647411
  2. Yazar: SERKAN DOĞANAY
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 167

Özet

Mini boyutlu cihaz ve sistemlerdeki gelişmeler ile birlikte, çeşitli alanlarda kullanılabilecek mikro ölçekli akışkan sistemlerin gelişimi hızlanmıştır. Bu sistemlerdeki, en temel sorunlardan biri, düşük miktardaki sıvıların mikrokanallar içerisinde taşınmasıdır. Bu tez kapsamında, manyetik nanoakışkan ile çalışan valfsiz bir mikropompa tasarlanmış ve kontrol edilmiştir. Tasarım, biyomedikal ve elektronik soğutma cihazlarında sıvı taşınması problemine çözüm olabilme potansiyeline sahiptir. Bu amaçla, manyetik nanoakışanın viskozite, mıknatıslanma kabiliyeti ve ısıl iletkenlik gibi özellikleri de incelenmiştir. Mikropompanın, valfsiz çalışabilmesi için bir kalıcı mıknatıslı eyleyici (KME) tasarlanmıştır. Daha sonra bir mikrokanal ünitesi tasarlanmış ve üretilmiştir. KME ile mikrokanal ünitesi entegre edilerek, valfsiz mikropompa sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra, mıknatısların sabit pozisyonda olması durumunda, valsiz mikropompa içerisindeki manyetik nanoakışkan akışı sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Valfsiz mikropompa performansının belirlenmesi için akış, farklı KME hızlarında sistem test edilmiştir. Performans testi sonuçları, manyetik nanoakışkan hızının, artan KME hızı ile birlikte belirli bir noktaya kadar arttığını, fakat bu noktanın ötesinde azalmaya başladığını ortaya koymuştur. Son olarak, akış kontrolü için, kapalı döngü kontrol uygulanmıştır. Anlık manyetik nanoakışkan hızının belirlenmesi için, gerçek zamanlı bir görüntü işleme yöntemi geliştirilmiştir. Daha sonra, oransal-integral-türev (PID) kontrolcüsü uygulanmıştır. Sonuçlar, manyetik nanoakışkan akışının, bir referens değeri için, PID kontrolcü ile kontrol edilebileceğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

The advancement in recent miniaturized devices and systems has caused a rapid growth of the microscale fluidic systems in different fields. In such designs, one of the substantial problems is the requirement for a tiny amount of fluid transportation in microscale channels. In this thesis, a valveless micropump working with magnetic nanofluid is designed and controlled. The design can be a potential solution for fluid transportation in both biomedical and electronics cooling devices. For this purpose, the properties of magnetic nanofluid, i.e., viscosity, magnetization capability, and thermal conductivity are investigated. A permanent magnetic actuator (PMA) is designed to ensure a valveless actuation for the micropump. Then, a microchannel unit is designed and manufactured. By integrating the PMA with the microchannel unit, a valveless micropump system is built. Following, the magnetic nanofluid flow inside the valveless micropump is investigated both numerically and experimentally while the PMA is stationary. To test the performance of the valveless micropump, the flow is also investigated by varying PMA speed. The results of performance tests indicated that the fluid velocity increases up to a specific PMA speed, then it becomes to decrease. Finally, closed-loop control is implemented to control the fluid flow. A real-time image processing strategy is developed to determine the real-time magnetic nanofluid velocity. Then, a proportional-integral-derivative (PID) controller is implemented. The results revealed that it is possible to control magnetic nanofluid flow by the PID controller for a given reference velocity.

Benzer Tezler

  1. Kapalı-çevrim glikoz seviyesi kontrolü için piezoelektrik pompa geliştirilmesi

    Development of piezoelectric pump for closed-loop glucose level control

    ALP KAÇAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Endokrinoloji ve Metabolizma HastalıklarıTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YİĞİT TAŞCIOĞLU

    DOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖZER

  2. Design of hydraulic valveless control actuation system

    Hidrolik valfsiz kontrol tahrik sistemi tasarımı

    MEHMET CAN KARABULUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN

  3. Üç boyutlu yazıcı ile yumuşak dokuya sahip organ baskısı için akışkan yapılı ekstrüder sistemi tasarımı ve kontrolü

    Design and control of a fluid-structured extruder system for soft-textured organ printing with 3D printer

    SERKAN OKUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYTAÇ ALTAN

  4. Çok yönlü tekerleklere sahip bir çatallı yükleyicinin tasarımı ve kontrolü

    Design and control of a forklift with omni-directional wheels

    MAHMUT ÇİMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METE KALYONCU

  5. Design and control of a mobile autonomous library robot

    Mobil otonom kütüphane robotunun tasarımı ve kontrolü

    ANIL AKKIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ