Podrobno

Vpliv oblike mikrokanala na proces mešanja v mikrofluidičnem bioreaktorju
ID Lampret, Urban (Avtor), ID Golobič, Iztok (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Zupančič, Matevž (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (23,76 MB)
MD5: 0B9D06AF256C3EAC71FDE23C6B6D4FA9

Izvleček
Zaradi nizkega Reynoldsovega števila v mikrofluidnih sistemih je mešanje pogosto omejeno na počasno difuzijo, zato moramo za izboljšanje mešalnih sposobnosti geometrijo mikrokanala ustrezno manipulirati. V delu zasledujemo učinkovitost mešanja naslednjih petih geometrij mikrokanalov, to so kanal z ovirami oblike lune, cik-cak kanal, sinusoidni SAR kanal, heksagonalni SAR kanal in kanal s Teslinimi diodami, poleg tega raziskujemo tudi vpliv števila mešalnih sekcij na končno učinkovitost mešanja. Analiza je podkrepljena z ovrednotenjem tokovnega stanja v kanalu, pridobljenega z metodo PIV (angl. Particle Image Velocimetry). Geometrije mikrokanalov si po učinkovitosti mešanja na koncu kanala pri pretoku 1000 µl/min sledijo sledeče (od najslabšega do najboljšega): sinusoidni SAR, kanal z ovirami, heksagonalni SAR, kanal s Teslinimi diodami in cik-cak. Hitrostno polje in vrtinčnost kažeta na pomembnost oblik, ki promovirajo vrtinčenje in deljenje ter združevanje obeh tokov, sploh pri višjih vstopnih pretokih. Mikrofluidični sistemi, katerih bistvo je učinkovito mešanje vstopnih surovin, bodo v prihodnje v farmaciji in biotehnologiji igrali ključno vlogo za sintezo končnih učinkovin.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:mikrofluidika, bioreaktor, PIV, 3D tiskanje, hitrostno polje, učinkovitost mešanja
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Leto izida:2025
Št. strani:XXI, 89 str.
PID:20.500.12556/RUL-175397 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:544.27:004.925.84(043.2)
COBISS.SI-ID:256153859 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:25.10.2025
Število ogledov:127
Število prenosov:26
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Effect of microchannel shape on the mixing process in a microfluidic bioreactor
Izvleček:
Due to the low Reynolds number in microfluidic systems, mixing is often limited to slow diffusion, so we need to manipulate the microchannel geometry appropriately to improve mixing capabilities. In this work, we investigate the mixing efficiency of the following five microchannel geometries: a channel with moon-shaped obstacles, a zigzag channel, a sinusoidal SAR channel, a hexagonal SAR channel, and a channel with Tesla coils. In addition, we also investigate the influence of the number of mixing sections on the final mixing efficiency. The analysis is supported by an evaluation of the flow state in the channel, obtained using the PIV (Particle Image Velocimetry) method. The geometries of the microchannels are ranked according to their mixing efficiency at the end of the channel at a flow rate of 1000 μl/min as follows (from worst to best): sinusoidal SAR, channel with obstacles, hexagonal SAR, channel with Tesla coils, and zigzag. The velocity field and vorticity indicate the importance of shapes that promote vorticity and the separation and merging of both flows, especially at higher inlet flows. Microfluidic systems, whose essence is the efficient mixing of input raw materials, will play a key role in the synthesis of final active ingredients in the future of pharmaceuticals and biotechnology.

Ključne besede:microfluidics, bioreactor, PIV, 3D printing, velocity field, mixing efficiency

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj