一種類(lèi)表皮微流控散熱裝置：構(gòu)建、能耗與適用面擴(kuò)展探討.pdf

1、微流控技術(shù)是在微尺度空間中構(gòu)建微流動(dòng)流路并加以精微控制的技術(shù)。近年來(lái)，這一技術(shù)領(lǐng)域從過(guò)去僅著眼于闡明微流路內(nèi)在流動(dòng)控制或操縱規(guī)律，也將一些注意力延展到這種內(nèi)在微流動(dòng)性能與外在世界之間的相互作用現(xiàn)象上。類(lèi)表皮微流控裝置，正是其中的一個(gè)例子。本論文在構(gòu)建表皮型微流控技術(shù)裝置的基礎(chǔ)上，探討這種具有微尺度特征裝置的熱能耗效應(yīng)及其應(yīng)用的可能性。
　　首先，從表皮仿生出發(fā)，設(shè)計(jì)具有葉脈特點(diǎn)的微流路，探討基于UV平板打印的微流控裝置的構(gòu)建工藝，

2、加工出PDMS/玻璃復(fù)合的類(lèi)表皮型微流控裝置。接著，對(duì)上述步驟構(gòu)建的類(lèi)表皮型微流控裝置的熱力性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)表征。為此，在其通道出入口接入熱電偶，并將所構(gòu)建的類(lèi)表皮微流控裝置固定到可適宜溫控操作與熱成像的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)時(shí)，使該微流控裝置預(yù)熱至35~40℃，在入口處分別灌以室溫與0℃的純水，在0.5、5、15ml/min的流量下，通過(guò)熱電偶及紅外熱像儀記錄觀測(cè)其裝置內(nèi)部流路以及裝置外表面的溫度變化。結(jié)果表明，在0℃的純水灌流下，該類(lèi)表皮裝置

3、可以15min左右從原先的35~40℃降低到17℃，室溫純水灌流也可達(dá)7~10℃的降溫效果。進(jìn)一步從能耗角度的對(duì)比分析表明，這種看似簡(jiǎn)單的類(lèi)表皮微流控裝置，當(dāng)其內(nèi)部微流動(dòng)與外界溫度場(chǎng)相互作用，也顯示出極為可觀的降溫與節(jié)能效力。
　　圍繞這種類(lèi)表皮裝置，建立一維穩(wěn)態(tài)傳熱模型，結(jié)合現(xiàn)有經(jīng)典公式，根據(jù)所設(shè)計(jì)的通道尺寸，推導(dǎo)出裝置內(nèi)部流量、溫度與PDMS/玻璃裝置尺寸之間的關(guān)系，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)，通過(guò)MATLAB繪制出相關(guān)溫度的擬合方程