一種類表皮微流控散熱裝置：構建、能耗與適用面擴展探討.pdf

1、微流控技術是在微尺度空間中構建微流動流路并加以精微控制的技術。近年來，這一技術領域從過去僅著眼于闡明微流路內在流動控制或操縱規(guī)律，也將一些注意力延展到這種內在微流動性能與外在世界之間的相互作用現象上。類表皮微流控裝置，正是其中的一個例子。本論文在構建表皮型微流控技術裝置的基礎上，探討這種具有微尺度特征裝置的熱能耗效應及其應用的可能性。
　　首先，從表皮仿生出發(fā)，設計具有葉脈特點的微流路，探討基于UV平板打印的微流控裝置的構建工藝，

2、加工出PDMS/玻璃復合的類表皮型微流控裝置。接著，對上述步驟構建的類表皮型微流控裝置的熱力性能進行了實驗表征。為此，在其通道出入口接入熱電偶，并將所構建的類表皮微流控裝置固定到可適宜溫控操作與熱成像的實驗臺上。實驗時，使該微流控裝置預熱至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，通過熱電偶及紅外熱像儀記錄觀測其裝置內部流路以及裝置外表面的溫度變化。結果表明，在0℃的純水灌流下，該類表皮裝置

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7~10℃的降溫效果。進一步從能耗角度的對比分析表明，這種看似簡單的類表皮微流控裝置，當其內部微流動與外界溫度場相互作用，也顯示出極為可觀的降溫與節(jié)能效力。
　　圍繞這種類表皮裝置，建立一維穩(wěn)態(tài)傳熱模型，結合現有經典公式，根據所設計的通道尺寸，推導出裝置內部流量、溫度與PDMS/玻璃裝置尺寸之間的關系，并結合實驗測定數據，通過MATLAB繪制出相關溫度的擬合方程