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申请/专利权人：四川大学

摘要：本发明提供了适用于梯形网络内部通道流阻的改进设计方法，给出了梯形网络在逆流和顺流操作形式下的改进设计公式，根据所得改进公式设计梯形网络的放大数、支路通道尺寸和分配通道的尺寸，可以提高梯形网络的流量分配的均匀性，为微流控领域实现更均匀、更大产量液滴或微球的可控制备提供有效的指导。本发明通过实验证实，通过本发明提供的改进设计公式设计的微流控梯形网络的支路通道的流量随支路通道序数的变化未发生明显变化，随着放大数的增加，流体分配均匀性基本无明显变化。解决了采用现有设计公式设计的微流控梯形网络存在的随着支路通道序数的增加，流量会逐渐减小，以及随着放大数的增加，流体分配均匀性会急剧下降的问题。

主权项：1.一种适用于梯形网络内部通道流阻的改进设计方法，其特征在于，包括逆流操作或顺流操作形式下梯形网络的改进设计，步骤如下：步骤一，微流控梯形网络由分配通道和分支通道组成，分配通道由一个入口分配通道和一个出口分配通道组成，入口分配通道与出口分配通道的几何形状和尺寸相同，入口分配通道与出口分配通道通过几何形状和尺寸相同的N个分支通道连接，位于相邻分支通道之间的分配通道的长度相等，各分支通道由非乳化单元支路段通道与乳化单元支路段通道组成；流体从入口分配通道经各分支通道后由出口分配通道流出梯形网络；将位于最左侧的分支通道编号为分支通道1，位于最右侧的分支通道编号为分支通道N，分支通道的编号从左至右逐渐增大；将每个分支通道的流阻定义为RG，RG＝RG1+RG2，RG1为非乳化单元支路段通道流阻，RG2为乳化单元支路段通道流阻；将入口分配通道或出口分配通道上处于相邻分支通道之间的分配通道的流阻定义为RD；RG和RD的表达式分别如式23所示： 式2～3中，μ为流体粘度，wG1为非乳化单元支路段通道的宽度、hG1为非乳化单元支路段通道的高度、lG1为非乳化单元支路段通道的长度，wG2为乳化单元支路段通道的平均宽度、hG2为乳化单元支路段通道的高度、lG2为乳化单元支路段通道的长度；wD为分配通道的宽度、hD为分配通道的高度、lD为相邻分支通道之间的分配通道的长度；步骤二：逆流操作形式下梯形网络的改进设计当梯形网络的操作形式为逆流操作时，梯形网络在逆流操作形式下的改进设计公式如式10所示： 式10中，N为分支通道的数量，RG为每个分支通道的流阻，RD为入口分配通道或出口分配通道上处于相邻分支通道之间的分配通道的流阻；将RG和RD的表达式代入式10可得到分支通道的数量、分支通道尺寸和分配通道尺寸的函数关系式11，函数关系式11即为逆流操作时梯形网络实现均匀流体分配的设计公式： 根据实际应用需求选择分配通道的几何尺寸、分支通道的几何尺寸以及分支通道的数量，并使得分配通道的几何尺寸、分支通道的几何尺寸以及分支通道的数量之间的关系满足函数关系式11，即完成逆流操作形式下梯形网络的改进设计；步骤三：顺流操作形式下梯形网络的改进设计当梯形网络的操作形式为顺流操作时，梯形网络在顺流操作形式下的改进设计公式如式19所示： 式19中，N为分支通道的数量，RG为每个分支通道的流阻，RD为入口分配通道或出口分配通道上处于相邻分支通道之间的分配通道的流阻；将RG和RD的表达式代入式19可得到分支通道的数量、分支通道尺寸和分配通道尺寸的函数关系式20，函数关系式20即为逆流操作时梯形网络实现均匀流体分配的设计公式： 根据实际应用需求选择分配通道的几何尺寸、分支通道的几何尺寸以及分支通道的数量，并使得分配通道的几何尺寸、分支通道的几何尺寸以及分支通道的数量之间的关系满足函数关系式20，即完成顺流操作形式下梯形网络的改进设计。

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