19116

۱۹۱۱۶

طراحي و ساخت دستگاه اندازه گيري نقطه حبابي سيالات به روش ميكروسيالي

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۱/۲۹

دكتر مهدي مقيمي

دكتر ساسان آسيايي

مكانيك

در اين تحقيق به طراحي و ساخت دستگاه اندازه‌گيري نقطه حبابي سيالات به روش ميكروسيالي پرداخته‌شده است. در راستاي پروژه مذكور، كانال موردنياز بر روي بستري از جنس سيليكون نوع p و با روش ليتوگرافي تر ساخته شد. مراحل اتصال اين كانال با استفاده از يك ويفر پيركس مدل 7740 و با روش اتصال آندي در دماي ℃ 400 و ولتاژ V 800 به‌صورت دقيق تكميل گرديد. فشار سيال نمونه از طريق يك مخزن تحت‌فشار و با استفاده از يك آكومولاتور پيستوني تأمين و با استفاده از يك ريگولاتور فشار بالا ساخت شركت ايرفلو و با نصب سه گيج فشار در نقاط مختلف سيستم تنظيم شده است. يك هيتر كوچك كه بر قسمت پشتي بستر سيليكوني نصب شده و با يك لايه خمير سيليكوني در تماس با كانال است، وظيفه تأمين دما سيستم را به عهده دارد. درنهايت سيستم مذكور با استفاده از مايع بوتان تا فشار 35 bar مورد آزمايش قرار گرفت. اين پژوهش اين واقعيت را نشان داد كه تعيين نقطه حبابي سيالات مختلف برخلاف روش‌هاي مرسوم كه بسيار زمان‌بر بوده و نياز به حجم زيادي از سيال نمونه را داشته‌اند در صورت وجود يك سري از تجهيزات مشاهده و ثبت با سرعت بالا بسيار آسان و در زمان كوتاهي و با حجم بسيار كمي از سيال نمونه با دقت بسيار بالا امكانپذير است. در راستاي ساخت ميكروكانال فشار بالا وجود سيستم اتصال آندي جهت اتصال بستر سيليكوني و رويه پيركس بسيار ضروري است. جهت حل خلأ موجود در راستاي اين پژوهش سيستم مذكور نيز طراحي و ساخته شد. اين سيستم عمدتاً براي اتصال قطعات غير هم‌جنس در دماي پايين و با اعمال ولتاژ نسبتاً بالا مورداستفاده قرار مي¬گيرد. آزمون كيفيت سيستم ساخته‌شده توسط تست كشش قطعات اتصال داده‌شده با اين سيستم مورد ارزيابي قرار گرفت و درنهايت براي اتصال دو بستر ميكروكانال مورد استفاده قرار گرفت.

1397/04/12

Design and construction of a measuring device for liquid bubble point by microfluidic method

6/22/2018 12:00:00 AM

In this research, the design and manufacturing of a fluids bubble point measuring device by the microfluidic method have been investigated. For this purpose, a required channel etched on a P-type silicon substrate by wet lithography. This channel connected by a 7740 pyrex wafer with anodic bonding method at temperature of 400 ℃ & a voltage of 800 V. The sample fluid pressure was supplied by a pressure tank & Piston accumulator. The pressure regulator was created using a high-pressure regulator manufactured by the company Airflow and the use of three pressure gauges that were installed at different points of the system. The pressure is regulated by a high-pressure regulator that manufactured by Airflow company, with the installation of three pressure gauges at different points of the system. A small heater supply the temperature of the system that it is mounted on the back of the silicon substrate & it is in contact with the channel with thermal grease. Finally, the system was tested using butane fluid up to 35 bar pressure. This study showed the fact that the determination of the bubble point of different fluids, contrary to conventional methods, was very time to consume and required large volumes of sample fluid. If the observation and recording equipment is available at high speed. Measuring is simply possible in a shorter time and with a higher accuracy with a very little volume of sample fluid. In order to create high-pressure microchannel, it is very necessary to connect anodic connection system to connect the silicon substrate and Pyrex surface. In order to solve the problems in this research, the system was also designed and built. This system is mainly used to connect components with different materials and by applying the high voltage at low temperature is used. The system's quality test was evaluated by the test of elasticity of the connection parts given with this system. Finally, it was used to connect two microchannel substrates.