Numerical and experimental study of flow and wall mass transfer rates in capillary driven flows in microfluidic channels

Cito, Salvatore

Description:

La perspectiva del uso de micro-canales para el control preciso del flujo y de las reacciones químicas está ampliamente aceptada. Considerando que el efecto de las tensiones superficiales en la micro-escala es significativo, el bombeo pasivo basado en el uso de la tensión superficial para los Lab-on-a-chip resulta ser el método más eficaz.El propósito de este trabajo es analizar la transferencia de masa en la pared en un campo dinámico de un flujo impulsado por capilaridad. Los resultados permitirán mejorar el diseño y optimizar los dispositivos para ensayos biológicos. Se presenta una correlación entre el número de Sherwood, el número de Reynolds, el ángulo de contacto y el tiempo. La correlación puede ser una herramienta útil en el diseño de dispositivos microfluídicos que trabajen con una reacción rápida y heterogénea y usen el bombeo pasivo impulsado por el flujo capilar. Los resultados numéricos han sido confirmados por los resultados experimentales.
Micro-channels are believed to open up the prospect of precise control of fluid flow and chemical reactions. The capillary effect can be used to pump fluids in micro-channels and the flow generated can dissolve chemicals previously deposited on the walls of the channel. In this work, numerical and experimental approaches have been developed to investigate the wall mass transfer rate generated by capillary driven flows (CD-Flow). The purpose of this work is to analyze the wall mass transfer rates generated by a CD-Flow in a micro-channel. The results have implications in the optimization and design of devices for biological assays. The correlation for Sherwood number, Reynolds number, contact angle and time is reported. This correlation can be a useful tool for design purposes of microfluidic devices that work with fast heterogeneous reaction and have capillary driven flow as passive pumping system. The numerical results have been confirmed by the experimental results.

Type:

info:eu-repo/semantics/publishedVersion
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis

Contributor:

Departament d'Enginyeria Química
Universitat Rovira i Virgili.

Títol:

Numerical and experimental study of flow and wall mass transfer rates in capillary driven flows in microfluidic channels

Language:

eng

Subject:

621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària
62 - Enginyeria. Tecnologia

Format:

application/pdf

Creator:

Cito, Salvatore

Rights:

info:eu-repo/semantics/openAccess
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Date:

2009-12-15

Publisher:

Universitat Rovira i Virgili

Subject:

621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària
62 - Enginyeria. Tecnologia

Language:

eng

Publisher:

Universitat Rovira i Virgili

Source:

TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)

Identifier:

urn:isbn:9788469307205
http://hdl.handle.net/10803/8581

Format:

application/pdf

Keywords:

Capillary Driven Flow
Microfluidics
Mass transfer

Date:	2009-12-15
Departament/Institute:	Departament d'Enginyeria Química Universitat Rovira i Virgili.
Director:	Katakis, Ioanis Pallarés Curto, Jordi
Author:	Cito, Salvatore
Title:	Numerical and experimental study of flow and wall mass transfer rates in capillary driven flows in microfluidic channels

Information