非磁性細微顆粒的磁泳分離在生物工程、材料工程和環(huán)境工程等領域具有廣闊的應用前景.為了分選直徑非常接近的非磁性微粒,設計了負磁泳耦合的水動力分選器,為了確保分選器具有優(yōu)異的性能,數值研究了在不同的磁場強度、磁鐵個數、微通道參數、入口流速和速度比時, 3, 4, 5μm的3種非磁性顆粒的運動軌跡,計算3種顆粒側向偏移和顆粒分布帶之間的距離(即帶間距).結果表明:3種細微顆粒的側向偏移距離和帶間距都隨磁場強度和顆粒尺寸的增大而增大;但是顆粒的側向偏移并不會因為磁鐵數量的增加而持續(xù)增加;顆粒的分離效果隨著入口流速的減小,流速比的增大而提高.此外,當微通道結構參數H_a/H_b越小,不同顆粒分布帶之間的距離就越大,不同直徑的顆粒就越容易分離;最后,利用微-PIV實驗獲得了3種顆粒帶的分布,并計算顆粒分布帶寬和帶間距,與數值模擬結果比較發(fā)現一致性很好.研究結果對非磁性顆粒分選器的設計具有指導意義.

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【文章目錄】：
1 引言
2 負磁泳分選器
    2.1 負磁泳原理
    2.2 非磁性顆粒的受力
    2.3 負磁泳耦合分選器
3 數值計算模型
    3.1 流場計算模型
    3.2 磁場計算模型
    3.3 顆粒軌跡計算
    3.4 試算與驗證
    3.5 磁極分布對側向偏移的影響
    3.6 永磁鐵對顆粒側向偏移的影響
    3.7 磁場強度對顆粒分離效果的影響
    3.8 入口流速對分選效果的影響
    3.9 入口流速比對分選效果的影響
    3.1 0 微通道的結構對顆粒分離的影響
4 實驗驗證
    4.1 非磁性顆粒制備
    4.2 實驗系統
    4.3 分選芯片設計與制造
    4.4 實驗結果與分析
5 結論



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