用移动设备进行粒子跟踪和微混合性能表征
Edisson A Naula Duchi1, Héctor Andrés Betancourt Cervantes1, Christian Rodrigo Yañez Espinosa1
1Tecnologico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Monterrey 64849, Mexico.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 23, 2023
概括
这项研究引入了一种新的颗粒跟踪方法,用于描述具有多个入口的微流体设备中的混合. 开发的移动应用程序 (MIQUOD) 提供了一种新的方法来评估复杂流体组合的混合性能.
科学领域:
- 微流体学 微流体学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 在微流体设备中进行混合的表征对于优化反应和过程至关重要.
- 现有的方法往往侧重于双入口系统,限制了它们对多反应物场景的适用性.
- 需要强大的方法来评估复杂的微流体系统中的混合效率.
研究的目的:
- 开发和验证一种基于粒子跟踪的新方法,用于描述微流体器件中的混合.
- 为实现这一方法提出一个免费的,开源的移动应用程序 (MIQUOD).
- 提出适用于多反应器系统的颗粒 (mp) 的新混合指数.
主要方法:
- 在Android移动应用程序 (MIQUOD) 上实现的粒子跟踪算法.
- 数字模拟使用COMSOL多物理进行验证.
- 实验测试2D分裂和重组和3D形槽微混合器与多色微粒.
- 使用度和粒子轨迹数据对11个性能指标的评估.
主要成果:
- MIQUOD应用程序成功地描述了各种雷诺兹数和几何特征的混合性能.
- 拟议的粒子跟踪方法为传统的基于强度的同质性测量提供了替代方案.
- 一个新的基于粒子的混合指数 (mp) 已被开发和验证为多反应物混合场景.
结论:
- 开发的粒子跟踪方法和MIQUOD应用程序为微流体混合特性提供了多功能工具.
- 新的混合指数 (mp) 有效量化了复杂的多入口系统中的混合性能.
- 这种方法提高了为各种化学和生物应用设计和优化微流体设备的能力.
