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微流道粗糙壁面对流动阻力和控制的影响

化学工程 2008年第8期36卷 25-27页

作者：尤学一李胜华肖厚蓬天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津大学化工学院天津300072

研究了3种粗糙单元(三角形、矩形、三角形与矩形交错混合)壁面对微流道内流动和摩擦阻力的影响。利用二维模型模拟了量纲一泊肃叶数与粗糙单元的几何特性和分布的关系。结果发现:在模拟条件下,粗糙壁面摩擦阻力(泊肃叶数)总是大于光滑... 详细信息

研究了3种粗糙单元(三角形、矩形、三角形与矩形交错混合)壁面对微流道内流动和摩擦阻力的影响。利用二维模型模拟了量纲一泊肃叶数与粗糙单元的几何特性和分布的关系。结果发现:在模拟条件下,粗糙壁面摩擦阻力(泊肃叶数)总是大于光滑壁面的摩擦阻力;壁面粗糙单元的高度对摩擦阻力的影响较大,可有近乎指数型的增长,粗糙单元的长度和间隔的影响居中,而雷诺数的影响较小。说明壁面粗糙度可有效改变槽道内的流动状态,增大混合效率。

关键词：微化工技术微流道粗糙单元数值模拟

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TA2纯钛薄板微流道液压成形工艺研究

汽车工程 2024年第8期46卷 1511-1519页

作者：徐勇高明宇解文龙张士宏苏宗辉中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

双极板是氢燃料电池的重要部件之一,钛作为金属双极板基材有诸多优势,但钛的成形性能差、回弹较为严重,本文以0.1 mm TA2纯钛薄板微流道液压成形为研究对象,通过试验和有限元模拟相结合的方法研究纯钛微结构变形行为,分析工艺参数对微... 详细信息

双极板是氢燃料电池的重要部件之一,钛作为金属双极板基材有诸多优势,但钛的成形性能差、回弹较为严重,本文以0.1 mm TA2纯钛薄板微流道液压成形为研究对象,通过试验和有限元模拟相结合的方法研究纯钛微结构变形行为,分析工艺参数对微流道成形质量的影响规律,为液压成形钛双极板提供参考。建立了TA2纯钛薄板微流道液压成形的有限元模型,通过与试验件的轮廓及厚度分布验证有限元模型的准确性;研究了液体压力、加载速率和脉动加载对微流道成形的影响。结果表明,微流道液压成形过程中材料应变路径为平面应变,且上圆角位置最容易破裂;加载速率对微流道成形影响不大,随着加载速率的提高,成形深度略有下降,但是变化不大,仅有3%;脉动加载路径能够提高材料的流动变形能力,在均为临界破裂情况下,相比较线性加载路径成形深度有较高的提高,可达232.2μm,提高幅度为23%。

关键词： TA2 微流道液压成形脉动加载

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压力驱动微流道内流动电势及壁面滑移效应

化工学报 2013年第5期64卷 1743-1749页

作者：刘莹谭德坤南昌大学机电工程学院江西南昌330031 南昌工程学院信息学院江西南昌330099

微流体系统在不同的工程领域获得了广泛应用,例如化学分析、生物和医学检测、能源供应及电子芯片散热等。在微流体系统中,微流道是介质输运的基础,各种功能部件之间均由它连接。微流道的水力直径在1μm～1mm,具有极大的表面积/体积比值... 详细信息

微流体系统在不同的工程领域获得了广泛应用,例如化学分析、生物和医学检测、能源供应及电子芯片散热等。在微流体系统中,微流道是介质输运的基础,各种功能部件之间均由它连接。微流道的水力直径在1μm～1mm,具有极大的表面积/体积比值,与常规尺度流道相比,微流道内最重要的现象就是固-液处的表面效应。

关键词：流动电势壁面滑移效应 zeta电势动电参数微流道

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基于压力边界的微流道气体流动数值模拟方法

浙江大学学报（工学版） 2008年第5期42卷 820-825页

作者：叶建军刘鹏飞杨健郑津洋贺世正李维仲浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027 大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

基于单元格压力线形假设,提出了一种处理微流道压力边界的新方法.将此方法应用于直接蒙特卡罗(DSMC)方法,分别对在4种压力边界条件下的微流道气体流场进行了数值模拟,获得了微尺度流场的速度分布及压力分布,并比较了在各种压力边界条件... 详细信息

基于单元格压力线形假设,提出了一种处理微流道压力边界的新方法.将此方法应用于直接蒙特卡罗(DSMC)方法,分别对在4种压力边界条件下的微流道气体流场进行了数值模拟,获得了微尺度流场的速度分布及压力分布,并比较了在各种压力边界条件下微流场的稀薄特性和沿程压力的线性度分布.研究表明,采用此方法获得的速度和压力模拟解与解析解比较一致;在整体更为稀薄的微流场中,由此方法给出的沿程压力分布线性度更好,Knudsen数变化更大.进出口速度收敛性分析表明,此方法不仅具有稳定的收敛性,而且与现有方法相比收敛更快.

关键词：微流道稀薄特性直接蒙特卡罗(DSMC) 压力边界

SLM增材制造微流道内表面磨粒流抛光工艺与机理

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表面技术 2021年第9期50卷 361-369,389页

作者：石岩郭志刘佳马志乾长春理工大学机电工程学院长春130022

目的解决SLM增材制造复杂流向微流道粗糙内孔表面精加工难题。方法采用磨粒流抛光技术对SLM增材制造微流道内表面进行抛光,研究不同抛光压力下,磨粒流对微流道表面质量以及内孔形状精度的影响。利用FLUENT软件对磨粒的流动轨迹进行模拟... 详细信息

目的解决SLM增材制造复杂流向微流道粗糙内孔表面精加工难题。方法采用磨粒流抛光技术对SLM增材制造微流道内表面进行抛光,研究不同抛光压力下,磨粒流对微流道表面质量以及内孔形状精度的影响。利用FLUENT软件对磨粒的流动轨迹进行模拟,探究磨粒对微流道壁面的作用机理。结果在相同的抛光时间内,抛光压力增大,微流道的表面粗糙度随之减小,且趋向于收敛到一个最小值。直管处粗糙度可达0.23μm,弯管外侧为0.24μm,抛光效果明显。微流道内孔的最大内切圆直径与最小外接圆直径也随之增大,且直管处变化趋势相对平稳。在微流道弯管处,当抛光压力小于5 MPa时,最大内切圆直径与最小外接圆直径变化趋势较为平稳;抛光压力大于5 MPa时,最大内切圆直径与最小外接圆直径变化趋势较大,此时微流道内孔形状变形较大。结论在抛光时间为20 min,抛光压力小于5 MPa时,SLM增材制造微流道不仅具有良好的表面质量,而且微流道的内孔形状不会发生较大变形,形状精度较高,在此工艺条件下,能够符合加工要求。

关键词： SLM 增材制造磨粒流微流道复杂形状表面粗糙度形状精度

大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管形微流道设计

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光学精密工程 2024年第11期32卷 1736-1745页

作者：陈飞昊姜晨郝宇许世炜上海理工大学机械工程学院上海200093

针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道。分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成... 详细信息

针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道。分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成型方法的数字光处理3D打印设备制备工件,实验分析大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的液体单向铺展性,计算极差表征各结构参数对单向铺展性的影响。结果表明:大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道在椭圆半长轴570μm,空腔楔角30°,微流道宽度320μm,结构体长360μm,拉伸长度200μm,曲率2时具有较强的单向铺展性;各因素对铺展系数的影响程度由大到小分别为拉伸长度、结构体长、空腔楔角、椭圆半长轴、微流道宽度和曲率。研究结果为大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的参数设计提供基础指导,也验证了采用常规3D打印技术制备具有单向铺展性的微流道的可行性。

关键词：微流道 3D打印猪笼草口缘区单向铺展性开放式半圆管型

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相控阵天线微流道液冷优化设计及性能研究

系统工程与电子技术 2022年第6期44卷 1782-1788页

作者：刘涓苏全永施政薛显谋北京遥感设备研究所北京100854

相较于风冷、相变等散热方式,液冷具有稳定、效率高等优势,是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving,T/R)组件温差大的突出问题,与以往部件级热控设计方法不同,本文首次... 详细信息

相较于风冷、相变等散热方式,液冷具有稳定、效率高等优势,是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving,T/R)组件温差大的突出问题,与以往部件级热控设计方法不同,本文首次提出了相控阵天线整机热控设计思路,设计了变截面平直流道和双螺旋流道两种优化结构。仿真和实测结果表明,双螺旋结构流道冷却效果最优,优化后芯片最高温度降低了35.6%,T/R温差降低了51.8%。此外,所提方法成功量化给出了流速对冷却效果的影响,可有效解决大功率有源相控阵天线热控设计难题,可行性和实用性强。

关键词：相控阵天线热控液冷微流道

基于pH响应性和微流道技术制备量子点/壳聚糖复合微球

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高分子材料科学与工程 2015年第11期31卷 146-150页

作者：郭萌萌姚荣沂郭雪成耿增华王霞王艺峰武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

首先采用一步法在水体系中合成水性ZnS量子点,再将ZnS量子点与壳聚糖溶液进行复合,然后利用壳聚糖的pH响应性和气液微流道技术制备了ZnS量子点/壳聚糖复合微球。测试结果表明制备的ZnS量子点大小较均一,该量子点与壳聚糖的复合液具有明... 详细信息

首先采用一步法在水体系中合成水性ZnS量子点,再将ZnS量子点与壳聚糖溶液进行复合,然后利用壳聚糖的pH响应性和气液微流道技术制备了ZnS量子点/壳聚糖复合微球。测试结果表明制备的ZnS量子点大小较均一,该量子点与壳聚糖的复合液具有明显的蓝色荧光。利用壳聚糖的pH响应性可以采用碱性溶液作为接收液形成量子点/壳聚糖复合微球,同时可以通过调节气体流速来控制微球的大小。该复合微球具有pH响应性,并在酸性条件下能够溶解,得到的复合液仍具有蓝色荧光,因此该复合微球在生物标记、控制释放和药物输送等领域具有潜在的用途。

关键词：微球 ZnS量子点壳聚糖微流道 pH响应性

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氮化铝基板嵌入式微流道设计及激光刻蚀研究

中国机械工程 2023年第20期34卷 2496-2503页

作者：马预谱魏涛王力赵俊熠张鑫磊陈妮李亮何宁南京电子技术研究所南京210039 南京航空航天大学机电学院南京210016

氮化铝(AlN)高温共烧陶瓷(HTCC)基板具有热导率高、热稳定性好等优点,在氮化铝基板中嵌入微流道可以大幅提高散热能力并减小封装厚度,但小尺寸、硬脆性氮化铝微流道精密加工难度较高。基于某阵列功率器件的散热需求,开展了氮化铝嵌入式... 详细信息

氮化铝(AlN)高温共烧陶瓷(HTCC)基板具有热导率高、热稳定性好等优点,在氮化铝基板中嵌入微流道可以大幅提高散热能力并减小封装厚度,但小尺寸、硬脆性氮化铝微流道精密加工难度较高。基于某阵列功率器件的散热需求,开展了氮化铝嵌入式微流道设计研究;为解决氮化铝陶瓷基板微流道加工难题,开展激光刻蚀氮化铝陶瓷工艺研究,探索氮化铝陶瓷基板的线刻蚀阈值及激光参数对线刻蚀槽尺寸和形貌的影响规律,并提出了激光与化学铣切的复合加工方法。实验结果表明:线刻蚀中激光刻蚀的功率阈值与扫描速度成正相关;随着激光功率的增大,线刻蚀槽宽度将大于光斑直径,会造成过度加工;激光与化学铣切复合加工得到的微流道结构尺寸精度误差均小于50μm,表面粗糙度可以达到5.6μm。

关键词：氮化铝高温共烧陶瓷基板微流道激光加工化学铣切激光功率扫描速度

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