کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7054662 1458020 2018 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Mathematical model for mixing in a paper-based channel and applications to the generation of a concentration gradient
ترجمه فارسی عنوان
مدل ریاضی برای مخلوط کردن در یک کانال مبتنی بر کاغذ و برنامه های کاربردی برای تولید یک گرادیان غلظت
کلمات کلیدی
مدل ریاضی، کانال مبتنی بر کاغذ، مخلوط کردن، بین دیفوزیون، میدان تمرکز، معادله فشرده سازی-انتشار
ترجمه چکیده
یک کانال مبتنی بر کاغذ یک پلتفرم مفید برای توسعه سریع ابزارهای تحلیلی است که واکنش های مختلف شیمیایی یا بیولوژیکی را اعمال می کند. برای بهبود عملکرد تحلیلی برای برنامه های کاربردی مختلف، لازم به تجزیه و تحلیل ویژگی های مخلوط دقیق در یک کانال مبتنی بر کاغذ بود. در این مقاله، ما یک مدل ریاضی برای پیش بینی یک میدان غلظت ایجاد شده در نتیجه جذب مایعات متعدد در یک ماده متخلخل ارائه کردیم. جالب توجه است، ما متوجه شدیم که این مدل پهنای بین پراکندگی ثابت را در یک کانال مبتنی بر کاغذ نشان داد حتی اگر سرعت جبهه جریان در طول زمان کاهش یابد. ما توانستیم که مدل ما را با دقت پیش بینی میدان تمرکز با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی برای مخلوط کردن در یک کانال ورودی مقایسه کنیم. در نهایت، کانال های مبتنی بر کاغذ را طراحی و ساخته ایم تا دو شیب غلتکی (خطی و غیر خطی) بر اساس پیش بینی های مدل ایجاد کنیم. هر دو نتایج تجربی و عددی توافق خوبی داشتند، نشان دادند که مدل ما دقیق و مفید است برای ایجاد یک دستگاه تحلیلی مبتنی بر کاغذ با استفاده از ویژگی های مخلوط یک نمونه جریان و سیستم نمونه برداری.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
A paper-based channel is a useful platform for the facile development of analytical devices implementing various chemical or biological reactions. To improve the analytical performance for various applications, it was necessary to analyze the detailed mixing characteristics within a paper-based channel. In this paper, we proposed a mathematical model to predict a concentration field created as a result of the imbibition of multiple fluids within a porous material. Interestingly, we found that the model exhibited a constant interdiffusion width within a paper-based channel even though the flow front velocity decreased over time. We were able to verify that our model accurately predicted the concentration field by comparing the experimental and numerical results for mixing in a 2 inlet-channel. Finally, we designed and fabricated paper-based channels to generate two (linear and non-linear) concentration gradients based on predictions made by the model. Both the experimental and numerical results were in good agreement, demonstrating that our model was accurate and useful for developing a paper-based analytical device utilizing the mixing characteristics of a sample and reagent flow system.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 120, May 2018, Pages 830-837
نویسندگان
, , ,