M CL C Trang tựa Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân Lời cam đoan Lời c m t Tóm tắt Mục lục Danh sách từ viết tắt ký hiệu khoa học Danh sách hình Danh sách b ng Chương T NG QUAN TRANG i iii iv v vii x xiii xv 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên c u, kết qu nghiên c u nước công bố 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên c u 1.1.2 Lý chọn đề tài 1.1.3 Các kết qu nghiên c u nước 1.2 Mục đích c a đề tài 1.3 Nhiệm vụ c a đề tài 1.4 Giới h n đề tài 1.5 υhương pháp nghiên c u 1.6 Giá trị thực tiễn 1.7 Điểm c a đề tài 1.8 Bố cục Chương C S LÝ THUY T 10 2.1.Vật lý MHD 10 2.1.1 σguyên lý làm việc c a máy phát điện MHD 10 2.1.2 Hỗn hợp khí làm việc máy phát MHD 12 2.2 Nguyên lý dòng vi bơm MHD 16 2.2.1 Nguyên lý dòng DC vi bơm MHD vii 16 2.2.2.σguyên lý chuyển AC vi bơm MHD 17 2.2.3.Sự chuyển động c a điện tích từ trường 18 2.2.4.Nguyên tắc ho t động c a vi bơm MHD 19 Chương PHÂN TệCH C B N 21 3.1.υhương pháp phân tích 21 3.1.1.Lý thuyết điện từ 23 3.1.2 υhương trình điều khiển 28 3.2 M ch dòng 30 Chương K T QU MÔ PH NG B NG MATHLAB 33 4.1 Mô lưu lượng Q theo dòng điện I theo d ng hình học 33 4.1.1 Mô lưu lượng Q theo dòng điện I 33 4.1.2 Mô lưu lượng Q theo d ng hình học c a kênh dẫn 34 4.2 Giao diện chương trình mô nh hưởng c a hình học, vận tốc, s c c n dòng ch y, lưu lượng tiết diện kênh 38 4.2.1 Giao diện chương trình mô 39 4.2.2 nh hưởng c a hình học 40 4.2.2.1 nh hưởng c a hình học chiều cao thay đổi với chiều rộng cố định 40 4.2.2.2 nh hưởng c a hình học chiều rộng thay đổi với chiều cao cố định 42 4.2.2.3 nh hưởng c a hình học chiều rộng chiều cao thay đổi 4.2.3 S c c n dòng ch y 45 46 4.2.3.1 S c c n dòng ch y chiều cao thay đổi với chiều rộng cố định 46 4.2.3.2 S c c n dòng ch y chiều rộng thay đổi với chiều cao cố định 48 4.2.3.3 nh hưởng c a s c c n dòng R chiều rộng chiều cao thay đổi 50 4.2.4 Lưu lượng dòng ch y 4.2.4.1 51 nh hưởng c a lưu lượng dòng ch y chiều cao thay đổi với chiều rộng cố định 4.2.4.2 51 nh hưởng c a lưu lượng dòng ch y chiều rộng thay đổi với chiều cao cố định 52 4.2.4.3 nh hưởng c a lưu lượng dòng chiều rộng chiều cao thay đổi viii 53 4.2.5 Tiết diện c a kênh dẫn 54 4.2.5.1 nh hưởng c a tiết diện chiều cao thay đổi với chiều rộng cố định 54 4.2.5.2 nh hưởng c a tiết diện chiều rộng thay đổi với chiều cao cố định 55 4.2.5.3 nh hưởng c a lưu lượng dòng chiều rộng chiều cao thay đổi Chương K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N Đ TÀI 56 57 5.1 Kết luận 57 5.2 H n chế 57 5.3 Hướng phát triển đề tài 57 TÀI LI U THAM KH O 58 PH L C 61 ix DANH SÁCH CÁC T VI T T T VÀ KÝ HI U KHOA H C Các từ vi t t t MHD: Magnetohydrodinamic (Máy phát từ th y động lực) MEMS: Micro ElectroMechanical Systems ( Hệ thống vi điện cơ) LOC: Lab on a chip (phòng thí nghiệm siêu nhỏ tích hợp chip) μ-TAS: Micro Total Analysis Systems ( Hệ thống phân tích vi mô) υτSTECH: υohang University of Science and Technology (Trường Đ i học Khoa học Công nghệ Pohang) Ký hi u khoa học VD: khối thể tích B: C m ng từ E: Cường độ điện trường q: Điện tích electron h t mang điện x,y,z: Tọa độ trục MHD F: Lực Lorentz Fx: Lực theo trục y re: Bán kính quỹ đ o electron ce: Vận tốc electron me: Khối lượng electron ωc: Tần số va ch m c a electron ne: Mật độ electron Qv: Diện tích mặt cắt va ch m we: Vận tốc tương đối c a electron J: Mật độ dòng điện Jz: mật độ dòng ngang By: C m ng từ theo y x P: Áp suất h: chiều cao c a điện cực c a kênh ń: Thời gian trung bình lần va ch m u: Thành phần vận tốc trục x l : chiều dài c a dây dẫn we: vector lệch c a tốc độ tuyệt đối μ: Độ linh động ρ: Mật độ dòng khí Ń: Điện dẫn suất ń: Thời gian trung bình lần va ch m ω: Tần số cyclotron A: Tiết diện c a kênh W: Kho ng cách điện cực v: vectơ vận tốc c a h t I: dòng điện ch y qua kênh h: Enthalpy Q: lưu lượng theo thể tích R: lực c n dòng ch y L: tổng chiều dài c a kênh  : độ nhớt c a chất lưu kênh w: chiều rộng kênh dẫn  : số điện 0 : số từ u1:là vận tốc c a h t mang điện Ņ: vector điện u2: phận vận tốc chất lỏng ∇P: áp suất gradient η: độ nhớt động học  J : vec tơ mật độ dòng xi  B : vec tơ mật độ từ  F : vec tơ lực Lorentz  E : cường độ điện trường  V : vectơ vận tốc dòng ch y Ń: độ c m ng từ c a chất lỏng p: áp suất p : đầu áp suất dọc theo kênh Lp chiều dài c a điện cực pl: áp suất tổn thất a: chiều rộng b: chiềucao X: tỷ lệ khía c nh c a mặt cắt ngang Y: Hệ số trung bình xii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 1.1: Chíp hệ thống vi điện TRANG Hình 1.2: Cấu hình tiêu biểu c a vi bơm MHD hình chữ nhật Hình 1.3: Cấu hình tiêu biểu c a vi bơm MHD hình chữ nhật Hình 2.1: Lực Lorentz 10 Hình 2.2: Nguyên lý c a máy phát MHD 11 Hình 2.3: Chuyển động theo quỹ đ o tròn c a electron từ trường lực Lorentz hướng tâm 13 Hình 2.4: Biểu đồ Vector c a bơm MHD lực điện sinh dòng ion 14 Hình 2.5: Khái niệm sơ đồ lực Lorentz 16 Hình 2.6: Sơ đồ máy bơm MHD 17 Hình 2.7: N p x điện c a lớp kép chất điện phân c a dòng AC, i hàm c a thời gian t 18 Hình 2.8: Vector hợp thành từ lực Lorentz lực di chuyển điện tích 19 Hình 2.9: σguyên lý vi bơm áp dụng MHD 19 Hình 3.1: Quy tắc bàn tay ph i 21 Hình 3.2: Biểu đồ vector c a vi bơm MHD 22 Hình 3.3: Sơ đồ b n vẽ c a bơm MHD 24 Hình 3.4: M ch dòng MHD 31 Hình 4.1: Lưu lượng ch y qua kênh biểu diễn theo dòng điện I 33 Hình 4.2: Sơ đồ mô hình Simulink mô hàm Q(w) 36 Hình 4.3: Repeating Sequence 36 Hình 4.4: Khối Fcn 37 Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn độ phụ thuộc c a Q theo chiều rộng kênh w 37 Hình 4.6: Giao diện mô 38 Hình 4.7: Giao diện mô nh hưởng c a chiều rộng chiều cao tới tốc độ trung bình theo Y V 39 xiii Hình 4.8: Giao diện mô c a chiều rộng với chiều cao tới s c c n R 39 Hình 4.9: Giao diện mô nh hưởng c a chiều rộng chiều cao tới lưu lượng dòng ch y 39 Hình 4.10: Giao diện mô nh hưởng c a chiều rộng chiều cao tới tiết diện c a kênh 40 Hình 4.11: Hệ số dòng ch y c a Y chiều cao thay đổi chiều rộng c a ống dẫn cố định 41 Hình 4.12: Vận tốc dòng ch y V chiều cao thay đổi chiều rộng c a ống dẫn cố định 41 Hình 4.13: Hệ số dòng ch y X2Y chiều cao c a ống cố định 43 Hình 4.14: Vận tốc dòng ch y V chiều cao c a ống cố định 44 Hình 4.15: nh hưởng c chiều rộng chiều cao đến vận tốc dòng ch y 45 X1 chiều rộng c a ống cố định Y 46 Hình 4.16: Hệ số s c c n dòng Hình 4.17: S c c n dòng R chiều rộng c a ống cố định Hình 4.18: Hệ số s c kháng dòng chiều cao c a ống cố định X 22Y 47 48 Hình 4.19: S c c n dòng R chiều cao c a ống cố định 49 Hình 4.20: S c c n dòng R chiều rộng chiều cao thay đổi 50 Hình 4.21: Lưu lượng dòng ch y thay đổi chiều cao với chiều rộng cố định 51 Hình 4.22: Lưu lượng dòng ch y thay đổi chiều rộng với chiều cao cố định 52 Hình 4.23: Lưu lượng dòng ch y Q chiều rộng chiều cao thay đổi 53 Hình 4.24: Tiết diện c a kênh thay đổi chiều cao với chiều rộng cố định 54 Hình 4.25: Tiết diện c a kênh thay đổi chiều rộng với chiều cao cố định 55 Hình 4.26: Tiết diện c a kênh chiều rộng chiều cao thay đổi 56 xiv DANH SÁCH CÁC B NG B NG B ng 3.1: Các thông số sử dụng cho mô TRANG 24 B ng 3.2: Đặc tính dung dịch muối (NaCl) 25 B ng 4.1: Bảng khảo sát ảnh hưởng chiều cao đến vận tốc dòng chảy 42 B ng 4.2: Bảng khảo sát ảnh hưởng chiều rộng đến vận tốc dòng chảy 44 B ng 4.3: nh hưởng chiều cao thay đổi đến sức cản dòng R 47 B ng 4.4: nh hưởng chiều rộng thay đổi đến sức cản dòng R 50 xv Luận Văn Thạc Sĩ Chương 1: Tổng Quan Chương T NG QUAN 1.1 T ng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, k t qu nghiên cứu ngoƠi nước công bố: 1.1.1 T ng quan chung lĩnh vực nghiên cứu MEMS chữ viết tắc (Micro ElectroMechanical Systems) (hệ thống vi điện cơ) Công nghệ vi tiến xa nhiều so với nguồn gốc công nghiệp bán dẫn MEMS bao gồm cấu trúc vi cơ, vi sensor, vi chấp hành vi điện tử tích hợp chip (on chip) Các linh kiện MEMS thường cấu tạo từ silic Một thiết bị MEMS thông thường hệ thống vi tích hợp chip mà kết hợp phần chuyển động với yếu tố sinh học, hoá học, quang điện Kết linh kiện MEMS đáp ứng với nhiều loại lối vào: hoá, ánh sáng, áp suất, rung động vận tốc gia tốc Với ưu tạo cấu trúc học nhỏ bé tinh tế nhạy cảm đặc thù, công nghệ vi cho phép tạo cảm biến (sensor), chấp hành (actuator) ứng dụng rộng rãi sống Các cảm biến siêu nhỏ tiện ích thay cho thiết bị đo cũ kỹ, cồng kềnh trước [4] MEMS trình cách mạng công nghiệp từ điện tử tiêu dùng chuyển sang khoa học đời sống tự hỏi để thành công Các kích thước vật lý quan trọng thiết bị MEMS thay đổi từ micron đến vài mm Các loại thiết bị MEMS khác từ cấu trúc, yếu tố di chuyển, hệ thống điện vô phức tạp với nhiều yếu tố chuyển động kiểm soát vi điện tử tích hợp.Trong khoa học đời sống, Labs-On-a-Chip (LOC) coi ứng dụng MEMS (hệ thống vi điện cơ) Trong hệ thống LOC, yêu cầu phải xác kiểm soát cách hiệu khối lượng nhỏ đệm HVTH: Lê Hoàng Tú GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Tài Liệu Tham Khảo Rate Nanomanufacturing, Northeastern University, Boston, MA, USA Mechanical and Industrial Engineering Department, Northeastern University, Boston, MA, USA [18] Nume rical Computation of Fluid Flow in a Magnetohydrodynamic Micropump by H M DUWAIR I, Un versity of Jordan, Mechanical Eng neering Department 2007 [19] Richard J Rosa “Magnetohydrodynamic Energy Conversion” copyright 1987 by hemisphere publishing coporation, Printed in USA, 234 pages HVTH: Lê Hoàng Tú 60 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô CH NG TRÌNH MÔ PH NG (Vi t Matlab)  Chương trình v đ thị biểu di n mối quan h lưu lượng Q ch y kênh dẫn vƠ dòng n I ( Hình 4.1) %Do thi luu luong Q theo dong dien I B=0.02;%Tu truong kenh dan W=0.003;%Chieu rong kenh dan h=0.007;%Chieu cao kenh dan t=0.0006;%Do nhot chat long kenh dan L=0.08;%Chieu dai cua kenh dan I=0.1:0.5:1.3;%Cuong dong dien bien thien Q=(I.*B.*W^3*h.^2)/(8.*t.*L.*(W+h).^2);%Luu luong Q chay kenh dan plot(I,Q); grid on; xlabel('I[A]') ylabel('Luu luong Q[L/s]') title('Do thi luu luong Q theo dong dien I')  Chương trình v đ thị biểu di n nh hưởng hình học kênh hình chữ nhật function varargout = mophong(varargin) gui_Singleton = 1; mfilename, gui_State = struct('gui_Name', 'gui_Singleton', gui_Singleton, 'gui_OpeningFcn', @mophong_OpeningFcn, 'gui_OutputFcn', @mophong_OutputFcn, 'gui_LayoutFcn', [] , 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function mophong_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); function varargout = mophong_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; % phan tren lap GUI thi se tu tao function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) close % dong cua so chuong trinh % ham pushbutton1_Callback la ham cua nut close tren giao dien function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) HVTH: Lê Hoàng Tú 61 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô % pushbutton2_Callback la chuong trinh chay nut Change Depth cua Average Velocity Factor  Chương trình v đ thị biểu di n h số vận tốc trung bình với chiều cao thay đ i ( Hình 4.11) str=get(handles.popupmenu3,'string'); val=get(handles.popupmenu3,'value'); % dùng để chọn mô theo Y hay V switch str{val} case 'Y' k=1; for i=0.1:0.1:4 % lenh for cho bien i chay tu 0.1 toi voi buoc nhay 0.1, co nghia la chay i=0.1,i=0.2,i=0.3 i=4, voi i chinh la chieu cao,de tim van toc trung binh b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5;% b chinh la ham tanh,no dung de tinh tong voi m la so le, chay tu 1,3,5 toi vo cung, chon 5000 la vo cung end % tinh duoc b la tong cua ham c=1-192*i*b/pi^5; % c la gia tri dau ngoac vuong 3.32 y(k)=c*i; % y chinh la hệ số trung binh k=k+1;% bien k dung de luu tung gia tri ,co nghia la voi moi gia tri chieu cao thi se co gia tri he so va tat ca cac gia tri he so duoc luu y if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end % dung x de luu gia tri cua chieu cao end axes(handles.axes1);% phan de hien thi hinh mo phong plot(x,y,'-b*');% ve thi grid on % ve luoi xlabel('Chieu cao [mm]');% chu thich cot X ylabel('Y'); % chu thich cot Y title('He so trung binh Y chieu cao thay doi')% chu thich chung  Chương trình v đ thị biểu di n vận tốc dòng ch y với chiều cao thay đ i ( Hình 4.12) case 'V' k=1; for i=0.1:0.1:4 % lenh for cho bien i chay tu 0.1 toi voi buoc nhay 0.1, co nghia la chay i=0.1,i=0.2,i=0.3 i=4, voi i chinh la chieu cao,de tim van toc b=0; c=0; HVTH: Lê Hoàng Tú 62 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5;% b chinh la ham tanh,no dung de tinh tong voi m la so le, chay tu 1,3,5 toi vo cung, chon 5000 la vo cung end % tinh duoc b la tong cua ham c=1-192*i*b/pi^5; % c la gia tri dau ngoac vuong y(k)=0.0987*c*i; % y chinh la van toc k=k+1;% bien k dung de luu tung gia tri ,co nghia la voi moi gia tri chieu cao thi se co gia tri van toc va tat ca cac gia tri van toc duoc luu y if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end % dung x de luu gia tri cua chieu cao end axes(handles.axes1);% phan de hien thi hinh mo phong plot(x,y,'-b*');% ve thi grid on % ve luoi xlabel('Chieu cao [mm]');% chu thich cot X ylabel('V [mm/s]'); % chu thich cot V title('Van toc dong chay V chieu cao thay doi')% chu thich chung end function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles) % ham dung de mo phong Change Width Average Velocity Factor % tuong tu nhu pushbutton2_Callback chi khac o cho he so  Chương trình v đ thị biểu di n h số vận tốc trung bình với chiều rộng thay đ i ( Hình 4.13) str=get(handles.popupmenu3,'string'); val=get(handles.popupmenu3,'value'); switch str{val} case 'Y' k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=c*i^2;% mo phong cho Y ma cai mo phong cho Y*X hỏi k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end HVTH: Lê Hoàng Tú 63 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô axes(handles.axes1); % chọn khung để hiển thị,dùng để biểu diễn biểu đồ plot(x,y,'-r*'); grid on xlabel('Chieu rong [mm]'); ylabel('X2Y'); title('He so trung binh X2Y chieu rong thay doi')  Chương trình v đ thị biểu di n vận tốc dòng ch y với chiều rộng thay đ i ( Hình 4.14) case 'V' k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=0.0346*c*i^2;% mo phong cho Y ma cai mo phong cho Y*X công thức(aBILp/24uL^2) k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end axes(handles.axes1); plot(x,y,'-r*'); grid on xlabel('Chieu rong [mm]'); ylabel('V [mm/s]'); title('Van toc dong chay V chieu cao la co dinh') end  Chương trình v đ thị 3D thay đ i chiều cao, chiều rộng so với vận tốc dòng ch y ( Hình 4.15) function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles) % chuong trinh mo phong cho thi D k=1; h=1; for i=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu rong for ii=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu cao % cai mo phong voi X= chieu rong/chieu cao b=0; c=0; for j=1:2:5000 HVTH: Lê Hoàng Tú 64 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô b=b+tanh(pi*j/(2*(ii/i)))/j^5; end c=1-192*(ii/i)*b/pi^5; y1(h,k)=25*i*c*ii/i; k=k+1; end h=h+1; %h,k biến đếm, de vẽ đồ thị 3D phải biết với tọa độ (h,k) giá trị y k=1; end axes(handles.axes1); [X,Y] = meshgrid([0.005:0.005:0.04]);% ham dung de tao luoi o duoi thi tu 0.005 den 0.04 surf(X,Y,y1)% ve thi d grid on% ve luoi xlabel ('Chieu Cao [m]'); ylabel ('Chieu Rong [m]'); zlabel ('Van toc dong chay [m/s]');  Chương trình v đ thị biểu di n h số sức c n dòng với chiều cao thay đ i ( Hình 4.16) function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles) % ham dung de chay nut Change Depth he so suc can dong str=get(handles.popupmenu4,'string'); val=get(handles.popupmenu4,'value'); switch str{val} case 'Y' k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=1/c;% cong thuc cua he so suc khang, tu tim duoc (X/Y) k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end axes(handles.axes1); plot(x,y,'-b*') grid on xlabel('Chieu cao [mm]') ylabel('X1/Y') title('He so suc khang X1/Y chieu rong co dinh') HVTH: Lê Hoàng Tú 65 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô  Chương trình v đ thị biểu di n sức c n dòng với chiều cao thay đ i ( Hình 4.17) case 'R' k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=23.04/c;%cong thuc cua suc can dong công thức 6uL^2/a^3(X/Y) k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end axes(handles.axes1); plot(x,y,'-b*') grid on xlabel('Chieu cao [mm]') ylabel('R [N]') title('Suc can dong R chieu rong co dinh') end  Chương trình v đ thị biểu di n h số sức c n dòng với chiều rộng thay đ i ( Hình 4.8) function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles) % chuong trinh chay nut Change Width str=get(handles.popupmenu4,'string'); val=get(handles.popupmenu4,'value'); switch str{val} case 'Y' k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=1/(i^3*c); % bien doi tu X/Y sang 1/(X^2Y) k=k+1; if i==0.1 x=i; else HVTH: Lê Hoàng Tú 66 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô x=[x i]; end end axes(handles.axes1) semilogy(x,y,'-g*','LineWidth',2); % vẽ biểu đồ dạng logarit grid on xlabel('Chieu rong [mm]') ylabel('1/Y(X2)^2') title('He so suc khang 1/Y(X2)^2 chieu cao la co dinh')  Chương trình v đ thị biểu di n sức c n dòng ch y với chiều rộng thay đ i ( Hình 4.19) case 'R' k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)= 537.3761/(i^3*c);% công thức biến đổi 6uL^2/b^3 1/(X2Y) k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end axes(handles.axes1) semilogy(x,y,'-g*','LineWidth',2); grid on xlabel('Chieu rong [mm]') ylabel('R [N]') title('Suc can dong R chieu cao la co dinh') end  Chương trình để hiển thị giá trị tính toán vận tốc, sức c n, lưu lượng ti t di n function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles) % nut ko co chay chuong trinh function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles) % Chuong trinh chay nut Result input =str2double(get(handles.edit2,'string'));% day la gia tri dien vo de mo phong str=get(handles.popupmenu1,'string'); val=get(handles.popupmenu1,'value'); HVTH: Lê Hoàng Tú 67 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô %lay gia tri cua keo,la change depth hoac change width switch str{val} case 'Change Depth' % change depth duoc chon b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*input))/j^5; end c=1-192*input*b/pi^5; velo= 0.0987*c*input;% van toc aBILp/24uL^2 resi= 23.0400/c;% suc can dong 6uL^2/a^3 q= 3.9497e-05*c; % Luu luong a^3.IBLp/6uL^2 a=q/velo;% tiet dien case 'Change Width'% change width duoc chon b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*input))/j^5; end c=1-192*input*b/pi^5; velo= 0.0346*c*input^2;% van toc bBILp/24uL^2 ,c*input= X*Y; resi= 537.3761/(input^3*c);% Suc can dong q=1.6934e-06*input^3*c; % Luu luong b^3IBLp/6uL^2 (X^2.Y) a=q/velo; end set(handles.edit3,'string',velo);% hien thi gia tri van toc set(handles.edit4,'string',resi);% hien thi gia tri suc can dong set(handles.edit5,'string',q); set(handles.edit6,'string',a); function popupmenu1_Callback(hObject, eventdata, handles) % ham la tao keo function popupmenu1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % ham la tao keo function edit3_Callback(hObject, eventdata, handles) % tao cai edit dung de hien thi function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % tao cai edit dung de hien thi function edit4_Callback(hObject, eventdata, handles) % tao cai edit dung de hien thi function edit4_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % tao cai edit dung de hien thi HVTH: Lê Hoàng Tú 68 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles) % tao cai edit dung de hien thi function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % tao cai edit dung de hien thi % - Executes on button press in pushbutton13 % hàm  Chương trình v đ thị 3D chiều rộng, chiều cao thay đ i so với sức c n dòng ( Hình 4.20) function pushbutton13_Callback(hObject, eventdata, handles) k=1; h=1; for i=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu rong for ii=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu cao % cai mo phong voi X= chieu rong/chieu cao b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*(ii/i)))/j^5; end c=1-192*(ii/i)*b/pi^5; y1(h,k)=2.3040e-05/(i^3*c); k=k+1; end h=h+1; k=1; end axes(handles.axes1); [X,Y] = meshgrid([0.005:0.005:0.04]);% ham dung de tao luoi o duoi thi tu 0.005 den 0.04 surf(X,Y,y1)% ve thi d grid on% ve luoi xlabel ('Chieu Cao [m]'); ylabel ('Chieu Rong [m]'); zlabel ('Suc can dong khang [N]'); % - Executes on selection change in popupmenu4 function popupmenu4_Callback(hObject, eventdata, handles) % - Executes during object creation, after setting all properties function popupmenu4_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % - Executes on selection change in popupmenu3 function popupmenu3_Callback(hObject, eventdata, handles) % - Executes during object creation, after setting all properties function popupmenu3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) HVTH: Lê Hoàng Tú 69 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % - Executes on button press in pushbutton14  Chương trình v đ thị biểu di n lưu lượng dòng ch y với chiều cao thay đ i ( Hình 4.21) function pushbutton14_Callback(hObject, eventdata, handles) k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=3.9497e-05*c;% cong thuc cua suc can dong k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end axes(handles.axes1); plot(x,y,'-b*') grid on xlabel('Chieu cao [mm]') ylabel('Q [L/s]') title('Luu luong Q chieu rong co dinh') % - Executes on button press in pushbutton15  Chương trình v đ thị biểu di n lưu lượng dòng ch y với chiều rộng thay đ i ( Hình 4.22) function pushbutton15_Callback(hObject, eventdata, handles) for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y(k)=1.6934e-06*i^3*c; k=k+1; if i==0.1 x=i; HVTH: Lê Hoàng Tú 70 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô else x=[x i]; end end axes(handles.axes1) semilogy(x,y,'-g*','LineWidth',2); grid on xlabel('Chieu rong [mm]') ylabel('Q [L/s]') title('Luu luong dong chay Q chieu cao la co dinh') % - Executes on button press in pushbutton16  Chương trình v đ thị 3D chiều cao, chiều rộng thay đ i so với lưu lượng dòng ch y ( Hình 4.23) function pushbutton16_Callback(hObject, eventdata, handles) k=1; h=1; for i=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu rong for ii=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu cao % cai mo phong voi X= chieu rong/chieu cao b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*(ii/i)))/j^5; end c=1-192*(ii/i)*b/pi^5; y1(h,k)=39.4965*i^3*c; k=k+1; end h=h+1; k=1; end axes(handles.axes1); [X,Y] = meshgrid([0.005:0.005:0.04]);% ham dung de tao luoi o duoi thi tu 0.005 den 0.04 surf(X,Y,y1)% ve thi d grid on% ve luoi xlabel ('Chieu Cao [m]'); ylabel ('Chieu Rong [m]'); zlabel ('Luu Luong Q [L/s]'); function edit5_Callback(hObject, eventdata, handles) % - Executes during object creation, after setting all properties function edit5_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end % - Executes on button press in pushbutton17  Chương trình v đ thị biểu di n ti t di n kênh dẫn với chiều cao HVTH: Lê Hoàng Tú 71 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô thay đ i ( Hình 4.24) function pushbutton17_Callback(hObject, eventdata, handles) k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y1(k)=3.9497e-05*c;% cong thuc cua luu luong y2(k)=0.0987*c*i; y(k)=y1(k)/y2(k); k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end axes(handles.axes1); plot(x,y,'-b*') grid on xlabel('Chieu cao [mm]') ylabel('A [mm]^2') title('Tiet dien chieu rong co dinh')  Chương trình v đ thị biểu di n ti t di n kênh dẫn với chiều rộng thay đ i ( Hình 4.25) function pushbutton18_Callback(hObject, eventdata, handles) k=1; for i=0.1:0.1:4 b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*i))/j^5; end c=1-192*i*b/pi^5; y1(k)=1.6934e-06*i^3*c; y2(k)=0.0346*c*i^2; y(k)=y1(k)/y2(k); k=k+1; if i==0.1 x=i; else x=[x i]; end end HVTH: Lê Hoàng Tú 72 GVHD: TS Lê Chí Kiên Luận văn thạc sĩ Chương trình mô axes(handles.axes1) semilogy(x,y,'-g*','LineWidth',2); grid on xlabel('Chieu rong [mm]') ylabel('A [mm]^2') title('Tiet dien chieu cao la co dinh') % - Executes on button press in pushbutton19  Chương trình v đ thị 3D chiều cao, chiều rộng thay đ i so với ti t di n kênh ( Hình 4.26) function pushbutton19_Callback(hObject, eventdata, handles) k=1; h=1; for i=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu rong for ii=0.005:0.005:0.04 % day la gia tri cua chieu cao % cai mo phong voi X= chieu rong/chieu cao b=0; c=0; for j=1:2:5000 b=b+tanh(pi*j/(2*(ii/i)))/j^5; end c=1-192*(ii/i)*b/pi^5; y2(h,k)=39.4965*i^3*c; y3(h,k)=25*i*c*ii/i; y1(h,k)=y2(h,k)/y3(h,k); k=k+1; end h=h+1; k=1; end axes(handles.axes1); [X,Y] = meshgrid([0.005:0.005:0.04]);% ham dung de tao luoi o duoi thi tu 0.005 den 0.04 surf(X,Y,y1)% ve thi d grid on% ve luoi xlabel ('Chieu Cao [m]'); ylabel ('Chieu Rong [m]'); zlabel ('A [m]^2'); function edit6_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit6_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end HVTH: Lê Hoàng Tú 73 GVHD: TS Lê Chí Kiên S K L 0 [...]... và sự tối ưu đã trình bày ở phần 1.1 Vi bơm từ thủy động lực gần đây ngày càng thu hút được sự chú ý rộng rãi trong nghiên cứu vi thể lỏng, đặc biệt là ở LOC ( lab-on-a-chip) và trên các thiết bị μTAS Tuy nhiên tại Vi t Nam hiện nay vi c nghiên cứu về ứng dụng của vi bơm từ thủy động lực ( MHD) nói chung và ứng dụng từ thủy động lực trong hệ thống công nghệ vi điện cơ nói riêng vẫn còn là một đề tài... quan hệ giữa các thông số trong hệ thống bơm siêu nhỏ trong MHD 1.6 Giá trị thực ti n - Chuyên đề ắ ng dụng từ thuỷ động lực trong công ngh vi đi n cơ nhằm làm cơ sở để làm luận văn tốt nghiệp và là cơ sở lập kế hoạch xây dựng nhà máy MEMS - Làm cơ sở để lập kế hoạch nghiên cứu và phát triển hệ thống vi bơm trong MHD trong tương lai - Tạo điều kiện thuận lợi cho vi c ứng dụng vi bơm trong MHD làm lực. .. hoá Hầu hết các vi bơm là máy bơm không cơ khí Điện, điện từ, khí nén, và lực ứng áp điện là đại diện trong kiểu cơ học của vi bơm Hình 1.2: Hình ảnh thiết bị của hệ thống vi lưu ng dụng công nghệ MEMS vào vi bơm từ thủy động lực chất lỏng ( MHD) là một công nghệ rất mới ( Jang & Lee 1999) Tuy nhiên, cùng với yêu cầu trong cách tiếp cận của vi c thiết kế các vi bơm là thu nhỏ kích thước kết hợp sự... cho công nghệ MEMS Vi t Nam, vi c mô phỏng và thiết kế các linh kiện MEMS vẫn còn rất mới mẻ 1.1.3 Các k t qu nghiên cứu trong vƠ ngoƠi nước  Các nghiên cứu trong nước: Vi t σam “ ứng dụng từ thuỷ động lực trong công ngh vi đi n cơ Ằ là một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn mới mẽ chưa có công trình liên quan đến lĩnh vực của đề tài này  Các nghiên cứu nước ngoài: ắ ng dụng từ thuỷ động lực trong công. .. động lực trong công ngh vi đi n cơ là một trong những nghiên cứu nhiều trên thế giới, nghiên cứu về hệ thống vi bơm trong MHD đã được rất nhiều các cá nhân và các tổ chức tham gia, tuy nhiên đề tài ứng dụng từ thủy động lực trong hệ thống công nghệ vi điện cơ hiện nay chưa có một nghiên cứu nào có hệ thống và có chiều sâu để được ra những phân tích và đánh giá cũng như ứng dụng một cách tốt nhất Chúng... loại Vi bơm không cơ khí được kích thích bởi những cơ chế khác nhau tùy thuộc vào các ứng dụng được đề xuất Ví dụ như bơm điện thủy động lực học dùng để bơm chất điện môi, bơm điện động dùng hiệu ứng bơm điện thẩm và cơ chế bơm điện di cho vi c chia tách phần tử Bong bóng từ vi bơm và vi bơm điện hoá cũng được xếp vào danh mục của loại vi bơm không cơ khí Để bơm chất lỏng sinh học chỉ có bơm điện động. .. kênh dẫn vi lưu đã nhanh chóng mở rộng đến một loạt các ứng dụng trong hai thập kỷ qua Trong hai thập kỷ qua, hệ thống công nghệ vi điện cơ (MEMS) đã được áp dụng cho các nhu cầu của ngành công nghiệp y sinh học dẫn đến một lĩnh vực mới đang nổi lên gọi là kênh dẫn vi lưu Các vi bơm là một thiết bị truyền động quan trọng, là những dấu hiệu cơ bản của trình độ phát triển của các hệ thống kênh dẫn vi lưu... máy công cụ trong ngành công nghiệp Hình 1.1: Chíp hệ thống vi điện cơ MEMS được dùng để tạo ra cấu trúc, linh kiện và hệ thống phức tạp theo đơn vị đo micro MEMS là một công nghệ có khả năng phát triển các sản phẩm thông minh, tăng khả năng tính toán của các yếu tố vi điện tử với các vi cảm biến và các bộ vi kích hoạt có khả năng nhận biết và điều khiển Nó sử dụng nguyên tắc của lực Lorentz tác động. .. lỏng (Vi bơm MHD) Cách tiếp cận đầu tiên trong vi c thiết kế vi bơm cho ra cấu trúc, linh kiện và hệ thống phức tạp theo đơn vị đo micro đến vài mm 1.8 Bố cục Luận văn bao gồm 5 chương cụ thể như sau: Chương 1: T ng quan Gồm giới thiệu về MEMS (Micro ElectroMechanical Systems) (hệ thống công nghệ vi điện cơ ) Chương 2: Cơ sở lý thuy t Khảo sát tài liệu về vi bơm từ thủy động lực Chương 3: Phơn tích cơ. .. hợp thành từ lực Lorentz và các lực di chuyển điện tích Motion of electric charge: Chuyển động của điện tích Path of positive charge: Đường đi của điện tích dương Hình.2.8 Cho thấy sơ đồ của các chuyển động kết quả từ lực Lorentz và lực di chuyển của điện tích trong điện trường, tạo ra các chuyển động quay cho vi bơm 2.2.4 Nguyên t c ho t động của vi bơm MHD Mô tả cách thức nguyên lý vi bơm áp dụng MHD