Geri Dön

Study of passive fluid mixing in microfluidic devices

Mikroakışkan sistemlerde pasif akışkan karıştırmanın çalışılması

  1. Tez No: 806704
  2. Yazar: KİNGSLEY OBİNNA IWUJI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. . ADEM ÖZÇELİK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 64

Özet

Amaç: Bu tezin temel amacı, seçilen pasif mikroakışkan tasarımlarının (akış bölme ve birleştirme kanalı ve zig-zag kanal) karıştırma performansının deneysel araştırmalar yoluyla deneysel tasarım kullanarak pasif mikroakışkan cihazlarda sıvı manipülasyon yöntemlerini uygulamaktır. Ayrıca tasarlanan kanallar arasındaki karıştırma etkinliğini karşılaştırarak ve düz kanalla kıyaslayarak değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Materyal ve Yöntem: Bu çalışmada, akışkan cihazlar öncelikle bilgisayar destekli tasarım yazılımı SolidWorks kullanılarak tasarlandı. CAD süreci, cihazın işlevselliğinin ve performans gereksinimlerinin kavramsallaştırılmasıyla başlar. Mikroakışkanlar için özel olarak uyarlanmış CAD yazılımı, cihazın dijital bir temsilini oluşturmak için kullanıldı. Pasif sıvı karıştırma deneyleri için zigzag ve akış-bölünme akış kanalları tasarımları uygulandı. Tasarım sürecinin ardından, cihazlar Ender 3 S1 ticari sınıf 3D yazıcı kullanılarak 3D olarak basıldı. Karıştırma deneyleri, laboratuvar yapımı bir şırınga pompası kullanılarak gerçekleştirildi. Bulgular: Sonuçlar, zigzag cihazının akış bölünme cihazına kıyasla homojen karışım elde etmek için daha yüksek toplam akış hızlarına ihtiyaç duyduğunu gösterdi. Akış profilleri kanal genişliği boyunca karakterize edildi ve zigzag cihazının homojen akış profilleri elde etmek için daha yüksek akış hızlarına ihtiyaç duyduğu bulundu. Sonuç: Bu araştırma, pasif sıvı karıştırma için 3D baskılı cihazların tasarımı ve üretimi gösterilerek mikroakışkan teknolojisinin ilerlemesine katkı sağlar. Bulgular, farklı cihaz geometrilerinin akış davranışı ve karıştırma verimliliği hakkında değerli bilgiler sunarak bu alandaki gelecekteki gelişmeler için temel oluşturmaktadır.

Özet (Çeviri)

Objectives: The main aim of this thesis is to carry out fluid manipulation methods in passive microfluidic devices using experimental design by carrying out experimental investigations of mixing performance of selected passive micromixer design (flow split and merge channel and zig-zag channel) and to compare the effectiveness of mixing across the channels designed and comparing them with the straight channel. Materials and Methods: In this study, the fluidic devices were first designed using computer aided design software SolidWorks. The CAD process begins with the conceptualization of the device's functionality and performance requirements. CAD software, tailored specifically for microfluidics, was used to create a digital representation of the device. The zigzag and flow-split fluidic channels designs were implemented for passive fluid mixing experiments. After the design process, the devices were 3D printed using an Ender 3 S1 commercial grade 3D-printer. Mixing experiments were performed using a lab-built syringe pump. Results: The results showed that the zigzag device required higher total flow rates to achieve uniform mixing compared to the flow-splitting device. Flow profiles were characterized across the channel width, and it was found that higher flow rates were necessary for the zigzag device to obtain evenly distributed flow profiles. Conclusion: This research contributes to the advancement of microfluidic technology by demonstrating the design and fabrication of 3D-printed devices for passive fluid mixing. The findings provide valuable insights into the flow behavior and mixing efficiency of different device geometries, laying the foundation for future developments in this field

Benzer Tezler

  1. Numerical investigation study for two designs of passive micromixers based on split and recombination concept

    Split ve rekombinasyon konseptine dayalı iki pasif mikromikser tasarımı için sayısal inceleme çalışması

    MONTHER RAFE JOMHA JOMHA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT YAYLA

  2. Fluid mixing efficiency enhancement in microchannels having spiral elliptic and curved structures with various baffle geometries

    Spiral eliptik ve farklı engel geometrilerine sahip kavisli mikro kanallarda akışkan karıştırma verimliliğinin artırımı

    RANA ALTAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ KOŞAR

  3. Automated microfluidic platform with syringe pumps

    Şırınga pompalı otomatik mikroakışkan platformu

    İSMAİL TERKEŞLİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞENOL MUTLU

  4. Design and simulation of micromixers for efficient antigen-antibody binding

    Verimli antijen-antikor bağlanması için mikrokarıştırıcıların tasarımı ve simülasyonu

    SİMGE NAZ ERTEMÜR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL