[發明專利]一種納流控系統中流體參數的確定方法及系統

有效

• 申請號: 201710563465.1
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107346360B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 曹炳陽;楊敏
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種納流控系統中流體參數的確定方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取流體在納流控系統的通道中做毛細流動時的牛頓動力學公式：其中l(t)表示t時刻流體的流動距離，l′(t)表示l(t)的一階導數，l″(t)表示l(t)的二階導數，ρ表示流體密度，σ表示流體表面張力，θ_e表示流體與通道壁間的平衡接觸角，η表示流體動力黏度，h表示通道高度，w表示通道寬度，g表示重力加速度；

根據所述牛頓動力學公式，獲取流體流動長度與時間的理論關系式：其中A_LW為理論斜率，

建立流體流動長度與時間的實際關系模型：

其中a和b為與通道深度有關的未知參數，A_exp為實際的擬合斜率，則

利用已知流體進行實驗，根據實驗得到的擬合斜率和所述已知流體的理論斜率，確定所述a和所述b的值，確定關于流體參數的關系模型：

根據實驗需求，確定所述流體參數的值，以便根據所述流體參數對所述納流控系統的流動過程進行控制；

所述利用已知流體進行實驗，根據實驗得到的擬合斜率和所述已知流體的理論斜率，確定所述a和所述b的值，具體包括：

獲取M組實驗中的每組實驗的擬合斜率和對應理論斜率的比值，得到：其中M為大于1的整數，A_exp(k)表示第k組實驗得到的擬合斜率，k＝1，2，……M，A_LW(k)表示第k組實驗對應的理論斜率，σ_(k)表示第k組實驗中流體表面張力，θ_e(k)表示第k組實驗中流體與通道壁間的平衡接觸角，η_(k)表示第k組實驗中流體動力黏度；

根據所述M組實驗的已知流體的相關參數，獲得每組實驗已知流體對應的參數，其中所述相關參數包括流體表面張力σ_(k)、流體與通道壁間的平衡接觸角θ_e(k)、流體動力黏度η_(k)；

確定所述a和所述b的值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據實驗需求，確定所述流體參數的值，具體包括：

當實驗需求為流體實際輸運速率為理論輸運速率的N％時，令

即

確定所述流體參數的值。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據實驗需求，確定所述流體參數的值，具體包括：

當實驗需求為流體實際擬合斜率A_exp＝m時，根據所述關系模型獲得流體實際擬合斜率A_exp與流體參數的關系

根據A_exp＝m確定所述流體參數的值。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述根據實驗需求，確定所述流體參數的值之后，還包括：

根據所述流體參數的值，確定流體的種類，以滿足實驗需求。