MİKRO-ÖLÇEKTE TEK-FAZLI AKIŞ VE ISI TRANSFERİ ANALİZİ

Devam Eden Proje

PROJE SÜRESİ

Başlangıç Tarihi: 1 Ocak 2010

ÖZET

Günümüzün üretim tesisi ile, mikrometre sırasına göre büyüklükteki kanalların üretimi bir sorun teşkil etmemektedir (hatta mikro metre / nanometre çaplarında mikrotüplerin imalatı mümkün olmuştur). Bu tür küçük kanallar kolayca mikro-ısı eşanjörlerinin, mikro-ısı alıcılarının, mikro sensörlerin ve mikro güç üretim sistemlerinin elemanları olabilir. Mikroakışkan sistemlerinin etkili ve ekonomik bir tasarımı için, mikro ölçekte akışkanın akışkan ve ısı transfer özelliklerinin iyi anlaşılması gerekir. Mikro ölçekte sıvı akışı ve ısı transferi gerçekleştiği için, makro ölçekte ihmal edilebilecek enderfasksiyon, elektro-viskoz etkiler, viskoz dağılım ve eksenel iletkenlik gibi birçok ek etkinin dikkate alınması gerekir. Seyreltme sıvının ortalama serbest yoluna kıyasla (atmosfer koşullarında 5 um'den az) küçük boyutlar için önemlidir ve mikrokanallardaki gaz akışları için yaygındır. Elektro-viskoz etkiler, akışkandaki iyonların iletken olmayan kanal duvarının yakınında bulunan elektriksel çift tabaka (EDL) ile etkileşimi nedeniyle meydana gelir ve deiyonize su için 5 lm'den daha küçük olan mikrokanallardaki sıvı akışı için önemlidir. Viskoz dağılım, viskoz kuvvetlere karşı yapılan iş nedeniyle sıvının ısıtılmasıdır. Viskoz dağılımının etkisi, mikrokanallar için Reynolds sayısı (Re) 100'den büyük olan akışlarda önemli olabilir. Ayrıca, konveksiyon ve iletme için karakteristik zaman mikro ölçekte karşılaştırılabilir hale gelir ve konveksiyon terimi artık iletkenlik uzunlamasına yönünde baskın olmaz. Bu, Peclet sayısının (Pe) çok büyük olmadığı akışla tanımlanır. Bu şartlar altında sıvıda eksenel iletkenlik, makrokanal akışta olduğu gibi ihmal edilemez. Eksenel iletimin akışkan içindeki etkisi Pe azaldıkça daha belirgin hale gelir. Kanal içeren geleneksel uygulamalarda, kanal çeper kalınlığı, kanalın hidrolik çapına kıyasla çok küçüktür; bu nedenle, duvardaki iletkenlikle transfer edilen ısı, birçok makro-akışlı akıştaki konvektif ısı transferine kıyasla ihmal edilebilir. Bununla birlikte, mikrokanallarda, kanal duvarının kalınlığı, genellikle kanalın hidrolik çapından daha büyüktür veya daha büyüktür. Bu nedenle, duvarda iletim yoluyla iletilen ısı, bir mikro kanalda konvektif sıvı akışı durumunda ihmal edilemez ve ısı transfer mekanizması eşlenik hale gelir. Bu nedenle, bu parametrelerin sıvı akışı ve ısı transferi üzerindeki rolünün araştırılması, daha iyi bir temel anlayış için önemlidir ve mikro ölçekli ısı transfer cihazlarının analiz ve tasarımında faydalıdır.

İLGİLİ YAYINLAR

  • Rasooli, R., Çetin, B. (2019). "An extended Langhaar's solution for two-dimensional entry microchannel flows with high-order slip", Mathematics Applied to Engineering, Modelling, and Social Issues (Editors: Frank Smith, Hemen Dutta and John N. Mordeson), Springer p.189-212, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-030-12232-4
  • Atay, A., Sarıarslan, B., Kuşcu, Y.F., Akkuş, Y., Saygan, S., Gürer, T., Çetin, B., Dursunkaya, Z. (2019). "Experimental dryout characterization of commercial sintered and grooved heat pipes", J. Thermal Science & Technology (In press)
  • Akkuş, Y., Çetin, B., Dursunkaya, Z. (2019). "An iterative solution approach to coupled heat and mass transfer in a steadily fed evaporating water droplet", J. Heat Transfer, v.141(2) p.031501
  • Alijani, H., Çetin, B., Akkus, Y., Dursunkaya, Z. (2018). "Experimental thermal performance characterization of flat grooved heat pipes", Heat Transfer Engineering, v.40 p.9-10 (In Press), DOI: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01457632.2018.1442395
  • Reza Rasooli,, Çetin, B. (2018). "Assessment of Lagrangian modeling of particle motion in a spiral microchannel for inertial microfluidics", Micromachines, v.9(9) p.433, Full Text
  • Hatipoğlu, U., Çetin, B., Yıldırım, E. (2018). "A novel zero-dead-volume sample loading interface for microfluidic devices: Flexible Hydraulic Reservoir (FHR)", J. Micromech. Microeng., v.28(9) p.097001, Full Text
  • Oskay, Y., Çetin, B., Şerifoğlu, N., Arslan Ergül, A., Adams, M. (2018). "A novel, low-cost injection and anesthesia system for zebrafish researchers", Zebrafish, v.15(2) p.85-95, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/doi.org/10.1089/zeb.2017.1513
  • Cole, K., Çetin, B., Demirel, Y. (2018). "Semi-analytical source method for reaction-diffusion problem", J. Heat Transfer, v.140(6) p.061301, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1115/1.4038987
  • Düven, G., Çetin, B., Kışla, D. (2018). "Çip-üstü-laboratuvar teknolojisinin gıda mikrobiyolojisindeki uygulamaları (Lab-on-a-chip technology in food microbiology)", Akademik Gıda (Academic Food), v.16(1) p.78-87, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.24323/akademik-gida.417895
  • Alijani, H., Çetin, B., Akkus, Y., Dursunkaya, Z. (2018). "Effect of design and operating parameters on the thermal Performance of flat grooved heat pipes", Applied Thermal Engineering, v.132 p.174-187, Full Text
  • Yıldıran, İ.N., Temizer, İ., Çetin, B. (2017). "Homogenization in Hydrodynamic Lubrication: Microscopic Regimes and Re-Entrant Textures", Journal of Tribology, v.140 p.011701 (1-19), Full Text, DOI: http://tribology.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=2628741
  • Çetin, B., Güler, K.G., Aksel, M.H. (2017). "Computational modeling of vehicle radiators using porous medium approach", Heat Exchangers -- Design, Experiment and Simulation (Edited by Prof. S. M. Sohel Murshed, Prof. M. L. S. Matos Lopes) InTech p.243–262, Full Text
  • Akkuş, Y., Tarman, H.İ., Çetin, B., Dursunkaya, Z. (2017). "Two-dimensional computational modeling of thin film evaporation", Int. J. Thermal Sciences, v.121 p.237–248, Full Text
  • Cole, K.D., Çetin, B. (2017). "Modeling of Joule heating and convective cooling in a thick-walled micro-tube", Int. J. Thermal Sciences, v.119 p.24-36, Full Text
  • Çetin, B., Öner, S.D., Baranoğlu, B. (2017). "Modeling of dielectrophoretic particle motion: Point particle vs finite-sized particle", Electrophoresis, v.38 p.1407-1418, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.201600461
  • Kerse, C., Kalaycıoğlu, H., Elahi, P., Yavaş, S., Kesim, D., Akçaalan, Ö., Öktem, B., Çetin, B., Aşık, M., Hoogland, H., Holzwarth, R., İlday, F.Ö. (2016). "Ablation-cooled material removal with ultrafast bursts of pulses", Nature, v.537 p.84-88, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/doi:10.1038/nature18619
  • Çetin, B., Özer, M.B., Çağatay, E., Büyükkoçak, S. (2016). "An integrated acoustic and dielectrophoretic particle manipulation in a microfluidic device for particle wash and separation fabricated by mechanical machining", Biomicrofluidics, v.10 p.014112, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/http://dx.doi.org/10.1063/1.4940431
  • Yavuz, C., Oliaei, S.N., Çetin, B., Yeşil-Çeliktaş, Ö. (2016). "Sterilization of PMMA microfluidic chips by various techniques and investigation of material characteristics", J. Supercrticial Fluids, v.107 p.114–121, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.supflu.2015.08.019
  • Çetin, B., Yıldırım, E., Akay, Ş. (2016). "Mikroakışkan Sistemlerin Üretimi", Mikroakışkan Teknolojilerin Temelleri ve Uygulamaları (Edited by Assoc. Prof. Ö. Yeşil-Çeliktaş)
  • Yavuz, C., Çetin, B., Yeşil-Çeliktaş, Ö. (2016). "Mikroakışkan Sistemlerin Sterilizasyonu", Mikroakışkan Teknolojilerin Temelleri ve Uygulamaları (Edited by Assoc. Prof. Ö. Yeşil-Çeliktaş)
  • Yeşil-Çeliktaş, Ö., Çetin, B., Yıldırım, E. (2016). "Mikroakışkan Sistemlere Yönelik Gelecek Tahminleri", Mikroakışkan Teknolojilerin Temelleri ve Uygulamaları (Edited by Assoc. Prof. Ö. Yeşil-Çeliktaş)
  • Zeinali, S., Çetin, B., Oliaei, S., Karpat, Y. (2015). "Fabrication of continuous flow microfluidics device with 3D electrode structures for high throughput DEP applications using mechanical machining", Electrophoresis, Special Issue on Dielectrophoresis, v.36(13) p.1432-1442, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.201400486
  • Barışık, M., Yazıcıoğlu, A.G., Çetin, B., Kakaç, S. (2015). "Analytical solution of thermally developing microtube heat transfer including axial conduction", Int. Comm. Heat and Mass Transfer, v.67 p.81-88, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.201
  • Karakaya, Z., Baranoðlu, B., Çetin, B., Yazýcý, A. (2015). "A parallel boundary element formulation for tracking multiple particle trajectories in Stoke's flow for microfluidic applications", CMES-Computer Modeling in Engineering and Science, v.104(3) p.227-249, Full Text
  • Çetin, B., Koska, K., Erdal, M. (2015). "Warpage Characterization of Microchannels Fabricated by Injection Molding", ASME J. Micro and Nano-Manufacturing, v.3(2) p.021005, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1115/1.4029841
  • Çetin, B., Li, D. (2015). "Temperature Gradient Generation and Control", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.3225-3227, Full Text
  • Çetin, B., Baranoğlu, B. (2015). "Boundary-Element Method in Microfluidics", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.202-213, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_121-6
  • Çetin, B., Salemmilani, R., Li, D. (2015). "Microfluidic Rotary Pump", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.2000-2004, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_944-7
  • Çetin, B., Salemmilani, R., D. Li (2015). "Ultrasonic pumps", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.3394-3397, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_1646-8
  • Çetin, B., Zeinali, S., Li, D. (2015). "Microfluidic Optical Devices", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.1980-1984, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_940-6
  • Çetin, B., Zeinali, S., Li, D. (2015). "Magnetic Pumps", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition) p.1690-1695, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_843-6
  • Çetin, B., Taze, S., Li, D. (2015). "Methods for Pressure Measurements", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.2828-2834, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_1296-7
  • Büyükkoçak, S., Özer, M.B., Çetin, B. (2015). "Microscale Acoustofluidics", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (2nd Edition), Springer p.2149-2158, Full Text, DOI: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-27758-0_1735-4
  • Büyükkoçak, S., Özer, B., Çetin, B. (2014). "Numerical modeling of acoustophoretic particle separation for microfuildics", Microfluid Nanofluid, v.17(6) p.1025-1037, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10404-014-1398-7
  • Çetin, B., Zeinali, S. (2014). "Analysis of heat transfer for a low Peclet number microtube flow using second-order slip model: An extended-Graetz problem", J. Engineering Mathematics, v.89(1) p.13-25, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10665-014-9704-7
  • Çetin, B., Özer, M.B., Solmaz, M.E. (2014). "Microfluidic bio-particle manipulation for biotechnology", Biochemical Engineering Journal, v.92 p.63-82, Full Text
  • Cole, K., Çetin, B., Brettmann, L. (2014). "Microchannel heat transfer with slip flow and wall effects", AIAA J. Thermophysics and Heat Transfer, v.28(3) p.455-462, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.2514/1.T4267
  • Çetin, B., Aşık, M.D., Taze, S. (2014). "Design and fabrication of a microfluidic device for synthesis of chitosan nanoparticles", ASME J. Nanotechnology in Engineering and Medicine, v.4(3) p.031004, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1115/1.4026287
  • Çetin, B. (2013). "Effect of thermal creep on heat transfer for a 2D microchannel flow: An analytical approach", ASME J. Heat Transfer, Special Issue on Microchannel Heat Transfer, v.135(10) p.101007, Full Text, DOI: http://dx.doi.org/10.1115/1.4024504
  • Çetin, B., Li, D. (2011). "Dielectrophoresis in microfluidics technology", Electrophoresis, Special Issue on Dielectrophoresis, v.32 p.2410–2427, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.201100167
  • Çetin, B., Bayer, O. (2011). "Evaluation of Nusselt number for a flow in a microtube using second-order slip model", Thermal Science, v.15(Suppl.(Suppl. 1) p.103-109, DOI: http://dx.doi.org/10.2298/TSCI11S1103C
  • Çetin, B., Cole, K. (2011). "The effect of axial conduction on heat transfer in a liquid microchannel flow", Int. J. Heat and Mass Transfer, v.54 p.2542-2549, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.02.007
  • Çetin, B., Li, D. (2010). "Lab-on-a-chip device for continuous particle and cell separation based on electrical properties via AC-dielectrophoresis", Electrophoresis, v.31 p.3035-3043, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.20090007830
  • Çetin, B., Yazıcıoğlu, A.G., Kakaç, S. (2009). "Slip-flow heat transfer in microtubes with axial conduction and viscous dissipation-an extended Graetz problem", Int. J. Thermal Sciences, v.48 p.1673-1678, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2009.02.002
  • Çetin, B., Kang, Y., Wu, Z., Li, D. (2009). "Continuous particle separation with localized AC-DEP using embedded electrodes and an insulating hurdle", Electrochimica Acta, v.54 p.1715-1720, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2008.09.062
  • Çetin, B., Kang, Y., Wu, Z., Li, D. (2009). "Continuous particle separation by size via AC-DEP using a lab-on-a-chip device with 3D electrodes", Electrophoresis, v.30 p.766-772, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.200800464
  • Çetin, B., Li, D. (2009). "Continuous particle separation based on electrical properties using AC-DEP", Electrophoresis, v.30 p.3124-3133, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.20090007830
  • Çetin, B., Yazıcıoğlu, A.G., Kakaç, S. (2008). "Fluid Flow in microtubes with axial conduction including rarefaction and viscous dissipation", Int. Comm. Heat and Mass Transfer, v.35 p.535-544, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2008.01.003
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Effect of Joule heating on electrokinetic transport", Electrophoresis, v.29(5) p.994-1005, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/elps.200700601
  • Çetin, B., Travis, B.E., Li, D. (2008). "Analysis of the electro-viscous effects on pressure-driven liquid flow in a two-section heterogeneous microchannel", Electrochimica Acta, v.54 p.660-664, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2008.07.008
  • Çetin, B., Yuncu, H., Kakaç, S. (2006). "Gaseous flow in microconduits with viscous dissipation", Int. J. Transport Phenomena, v.8(4) p.297-315, Full Text
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Microfluidic Rotary Pump", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (1st Edition), Springer p.1188-1189, Full Text
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Temperature Gradient Generation and Control", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (1st Edition), Springer p.1993-1994, Full Text
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Methods for Pressure Measurements", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (1st Edition), Springer p.1743-1745, Full Text
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Magnetic Pumps", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (1st Edition), Springer p.1040-1043, Full Text
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Microfluidic Optical Devices", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (1st Edition), Springer p.1186-1187, Full Text
  • Çetin, B., Li, D. (2008). "Ultrasonic pumps", Encyclopedia of Micro and Nanofluidics (1st Edition), Springer p.2128-2129, Full Text