参数值所施加的电位,5 - 8 kV空气的击穿电强度,3.31×10 6 V/m电荷扩散系数,5.3×10 -5 m 2/s离子迁移率系数,1.8×10 -4 m 2/vs空气密度,空气密度为1.23 kg/m 3动态可效率,9 kg/m 3动态可构成,1.8×10 -5 n。 MM Corona电线半径,0.05毫米收集网格电极半径0.05 mm收集网格电线的数量14网格电线之间的间距,1毫米通道高度15毫米通道长度34毫米通道宽度和电晕线长度277 mm 277 mm
我们报告了一种双层微流体装置,以研究限制和化学梯度对野生型大肠杆菌运动性的综合影响。我们在 50 µm 和 10 µm 宽的通道中跟踪单个大肠杆菌,通道高度为 2.5 µm,以产生准二维条件。我们发现与预期相反,即使在没有化学(葡萄糖)梯度的情况下,细菌轨迹也是超扩散的。在引入化学梯度或加强横向限制时,超扩散行为会变得更加明显。在没有化学梯度的情况下,弱限制的游程分布遵循指数分布。限制和化学吸引都会导致这种行为的偏差,在这些条件下,游程分布接近幂律形式。限制和化学吸引都抑制大角度翻滚。我们的结果表明,野生型大肠杆菌在物理限制和化学梯度下以类似的方式调节其运行和翻滚。
图 2:气压棒膨胀和变形的特性。a、气压棒结构的垂直切割示意图。通道的几何形状可以简化为两个无量纲参数:相对高度 Ψ = h/(h + 2e) 和通道密度 Φ = d/(d + d w ),其中 d 为通道宽度,d w 为壁宽,h 为通道高度,e 为覆盖膜厚度。b、当 Φ = 0.69 ± 0.05 时,目标平行和纵向应变对压力的依赖性,以及当 Φ = 0.5 ± 0.02 时,目标平行和纵向应变对压力的依赖性。实线对应没有任何拟合参数的模型(在我们的简化模型中,ε∥消失)。c、气压棒被编程为在加压时呈圆锥体。倾斜角记为 α。 d,对于不同参数的气压计,实验和理论(实线,无拟合参数)α 随施加压力的变化:红色菱形(Ψ = 0.78±0.05,Φ = 0.5,R = 50mm,H = 3.8±0.2mm);蓝色三角形(Ψ=0.74,Φ=0.5,R=40mm,H=5.4mm);紫色旗帜(Ψ=0.68,Φ=0.2,R=50mm,H =6mm);绿色方块(Ψ=0.6,Φ=0.5,R=40mm,H =6.7mm)。
毛细管驱动的微流体设备对现场分析具有重大兴趣,因为它们不需要外部泵,并且可以用廉价的材料制成。在毛细管驱动的设备中,由纸张和聚酯膜制成的设备最常见,并且已用于广泛的应用中。但是,由于毛细力是唯一的驱动力,因此很难控制流动,并且必须使用更改几何形状等被动流控制方法来完成各种分析应用。本研究提出了几种可在层压毛细管驱动的微流体设备中使用的新流量控制方法,以提高可用功能。首先,我们引入了可以停止并开始流动的推动阀系统。这些阀可以停止流动> 30分钟,并通过按下通道或将其他流体流动到阀区域进行打开。接下来,我们提出了Y形通道的流控制方法,以实现更多功能。在一个示例中,我们证明了准确控制浓度以创建层流,梯度和完全混合流的能力。在第二个示例中,通过调整入口通道的长度来控制主通道中的流速度。另外,随着入口长度的增加,流速度是恒定的。最后,检查了Y形装置中的流速与通道高度和流体特性(例如粘度和表面张力)的函数。与以前关于毛细管驱动通道的研究一样,流速受每个参数的影响。此处介绍的流体控制工具将为各个领域的低成本需求测定方法提供新的设计和功能。
凹坑表面技术旨在通过涡流强化通道中的传热,同时保持水力损失的适度增长,该技术在热能工程中有着广泛的应用[1,2]。微电子领域对此也产生了一定的兴趣[3-5],而关于普朗特数对层流传热强化影响的研究发表得就更少了。具体来说,在综述[2]中提到了[6,7]项研究,其中讨论了变压器油在加热壁面上具有单排球形和椭圆形凹坑的微通道中的流动。研究发现,在一个加热到 30 ◦ C 的九段微通道(宽度为 2,高度为 0.5,以通道高度为单位)的壁上,在低速(雷诺数 Re = 308)变压器油流动的情况下,定位具有中等深度(0.2)和螺距为 1.5 的球形凹坑,可以促进涡流强化传热,并且与光滑通道的情况相比,该壁面的传热增加了约 2.5 倍,水力损失减少了 7%。与光滑通道的情况相比,具有相同斑点面积(宽度为 0.55,长度为 1.5,以底部凹坑斑点直径为单位)和相同深度的椭圆形凹坑可以使传热进一步增强 3.4 倍(即,总共增强了 8.5 倍),水力损失减少 2.1%。 [8] 中发现了具有稀疏单排倾斜槽的通道稳定段中层流气流的局部加速。形成剪切流中的最大纵向速度几乎是平面平行通道中最大流速的 1.5 倍。后来确定,热效率由冲洗通道上平均的相对总努塞尔特数指定
强制对流沸腾是一种有效的冷却技术,用于热载应用中的温度管理。由于对计算能力的不断增长的需求,微电子的快速发展在科学家和工程师面前设定了有效的微处理器的有效温度控制的任务[1,2]。此类应用的三维集成微处理器中的体积热通量已经达到10 kW/m 3 [2],并且此类处理器中的热通量分布可能非常不平衡。除此之外,已经开发了基于GAN晶体管的新一代电力电子产品,它具有高密度能量转换所需的特征,这将需要密集的冷却,[3]。在通道和微型通道中沸腾的流量已经积极研究[4-5]。例如,在[6]中,研究了具有均匀加热壁的微通道中的纵横比的影响,作者发现该比率对传热系数有很大的影响。在[7]中,研究了硅微通道水槽中的饱和水的饱和水,并研究了微通道的持续液压直径和不同的长宽比。已发现纵横比对传热特征有很大影响。然而,墙壁过热的关键问题,流动的固有不稳定以及在常规连续平行的微通道中的关键热通量值低,为在具有高热量磁通量的设备中实际应用的微通道散热器实际应用带来了严重的问题,[8]。在[9]中,研究了通道高度对传热的影响和具有不均匀加热(流量宽度大于加热器宽度)的平坦微型通道中的临界热通量。然而,尽管加热器与通道宽度之比的影响尚不清楚,尽管它可能对微型和微通道的沸腾传热效率产生重大影响。