[发明专利]一种纳流控系统中流体参数的确定方法及系统有效
申请号: | 201710563465.1 | 申请日: | 2017-07-12 |
公开(公告)号: | CN107346360B | 公开(公告)日: | 2020-04-28 |
发明(设计)人: | 曹炳阳;杨敏 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20 |
代理公司: | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人: | 王戈 |
地址: | 100084 北京市海淀区1*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纳流控 系统 流体 参数 确定 方法 | ||
1.一种纳流控系统中流体参数的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取流体在纳流控系统的通道中做毛细流动时的牛顿动力学公式:其中l(t)表示t时刻流体的流动距离,l′(t)表示l(t)的一阶导数,l″(t)表示l(t)的二阶导数,ρ表示流体密度,σ表示流体表面张力,θe表示流体与通道壁间的平衡接触角,η表示流体动力黏度,h表示通道高度,w表示通道宽度,g表示重力加速度;
根据所述牛顿动力学公式,获取流体流动长度与时间的理论关系式:其中ALW为理论斜率,
建立流体流动长度与时间的实际关系模型:
其中a和b为与通道深度有关的未知参数,Aexp为实际的拟合斜率,则
利用已知流体进行实验,根据实验得到的拟合斜率和所述已知流体的理论斜率,确定所述a和所述b的值,确定关于流体参数的关系模型:
根据实验需求,确定所述流体参数的值,以便根据所述流体参数对所述纳流控系统的流动过程进行控制;
所述利用已知流体进行实验,根据实验得到的拟合斜率和所述已知流体的理论斜率,确定所述a和所述b的值,具体包括:
获取M组实验中的每组实验的拟合斜率和对应理论斜率的比值,得到:其中M为大于1的整数,Aexp(k)表示第k组实验得到的拟合斜率,k=1,2,……M,ALW(k)表示第k组实验对应的理论斜率,σ(k)表示第k组实验中流体表面张力,θe(k)表示第k组实验中流体与通道壁间的平衡接触角,η(k)表示第k组实验中流体动力黏度;
根据所述M组实验的已知流体的相关参数,获得每组实验已知流体对应的参数,其中所述相关参数包括流体表面张力σ(k)、流体与通道壁间的平衡接触角θe(k)、流体动力黏度η(k);
确定所述a和所述b的值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据实验需求,确定所述流体参数的值,具体包括:
当实验需求为流体实际输运速率为理论输运速率的N%时,令
即
确定所述流体参数的值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据实验需求,确定所述流体参数的值,具体包括:
当实验需求为流体实际拟合斜率Aexp=m时,根据所述关系模型获得流体实际拟合斜率Aexp与流体参数的关系
根据Aexp=m确定所述流体参数的值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述根据实验需求,确定所述流体参数的值之后,还包括:
根据所述流体参数的值,确定流体的种类,以满足实验需求。
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