Mechatronic system design for a controlled flow in microfluidic systems
Mikroakışkan sistemlerde kontrollü bir akış için mekatronik sistem tasarımı
- Tez No: 937393
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPASLAN TURGUT, DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN DOĞANAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: MEMS, Mikro akışkanlar, MEMS, Microfluidics
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikro ve nano ölçekli uygulamalara olan talep ve ilgi artmaktadır. Ayrıca üretim teknolojileri ve malzeme bilimindeki ilerlemeler, mikro ölçek mühendisliği ve minyatür sistem ve cihazların hızla gelişmesine neden olmuştur. Mikrokanallar içindeki küçük miktarlardaki sıvıları manipüle edebilen mikroakışkan sistemler, çeşitli MEMS'ler arasında en ilgi çeken alanlardan birisidir. Manyetik akışkanlar, manyetik eyleyiciler kullanılarak temassız olarak mikrokanallarda manipüle edilebilir. Bu tezde Lagrange nokta tabanlı kalıcı mıknatıslı eyleyici tasarlanmış, üretilmiş ve deneysel olarak incelenmiştir. Lagrange noktaları mıknatısların manyetik kuvvetlerinin birbirini sönümlediği noktalar olarak ifade edilebilir. Kalıcı mıknatıslı eyleyici tasarım parametrelerini belirlemek ve mikrokanal üzerinde oluşan Lagrange noktalarını incelemek için sayısal analizler yapılmıştır. Daha sonra kalıcı mıknatıslı eyleyici tasarlanmış ve üretilmiştir. Mikrokanal içerisindeki akışkanın hızını belirlemek için görüntü işleme algoritması geliştirilmiştir. Son olarak, Lagrange noktası tabanlı manipülasyon stratejisini incelemek için deneyler yapılmıştır. Deneyler, manyetik ferroakışkan hızının belirli bir adım motoru açısal hızına kadar eyleyicinin doğrusal hızına yakın olduğunu, ancak doğrusal hız arttıkça sapmaların gözlemlendiğini göstermiştir. Adım motorunun farklı açısal hız değerleri (3 dev/dak, 6 dev/dak, 9 dev/dak, 12 dev/dak), farklı manyetik ferroakışkan hacim konsantrasyonları (1%, 2%, 3%, 4%) ve kalıcı mıknatısların farklı açısal konumları (30˚, 45˚, 60˚) için elde edilen deneysel sonuçlara göre, mikrokanal içindeki manyetik ferroakışkan ortalama hızının 0.4 ila 1.6 mm/s arasında değiştiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The demand and interest in microscale and nanoscale applications are increasing. Moreover, the advancements in manufacturing technologies and material science have caused the rapid development of microscale engineering and miniaturized systems and devices. Microfluidics, which can manipulate small amounts of fluids within microchannels, is one of the most attractive fields among the various MEMS. Magnetic fluids could be manipulated in microchannels with contactless operation using magnetic actuators. In this thesis, a Lagrange point-based permanent magnetic actuator was designed, fabricated, and experimentally investigated. Lagrange points can be expressed as points where the magnetic forces of magnets cancel each other. Numerical analyses were conducted to determine the design parameters of the permanent magnetic actuator and examine Lagrange points created on the microchannel. Then a permanent magnetic actuator was designed and fabricated. An image processing algorithm is developed to determine the velocity of the fluid flow in the microchannel. Finally, experiments were conducted to investigate the Lagrange point-based manipulation strategy. Experiments have shown that the magnetic ferrofluid velocity is close to the actuator's linear velocity up to a certain angular velocity of the stepper motor, but deviations are observed as the linear velocity increases. According to the experimental results obtained for different stepper motor angular velocities (3 rpm, 6 rpm, 9 rpm, 12 rpm), different magnetic ferrofluid volume concentrations (1%, 2%, 3%, 4%), and different angular positions of the permanent magnets (30˚, 45˚, 60˚), the average velocity of the magnetic ferrofluid within the microchannel was observed to vary between 0.4 to 1.6 mm/s.
Benzer Tezler
- Flow evolution of hydrodynamic cavitation on chip concept
Hidrodinamik kavitasyonun çip üzerindeki akış evrimi
FARZAD ROKHSAR TALABAZAR
- Investigation of electro-mechanical factors effecting micro-pump characteristics for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalarda kullanılan mikropompaların karakteristiğini etkileyen elektro-mekanik faktörlerin incelenmesi
HAMİD ASADİ DERESHGİ
- Marin uygulaması için benzinli bir motorun soğutma sistemi optimizasyonu
Cooling system optimization of a gasoline engine for marine application
ÖZGÜR KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Design and prototype application of the autonomous and portable hydrogen generator system supported by sodium borohydride
Sodyum borohidrit destekli otonom ve taşınabilir hidrojen jeneratör sistemi tasarımı ve prototip uygulaması
FERİDE CANSU İSKENDEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...