如何计算微流体流阻？ 滑动摩擦力的“三维化”
如何计算微流体流阻？ 滑动摩擦力的“三维化”
发布日期：2020-11-09 17:21
计算滑动摩擦力时，物体间接触的面仅为一个平面，而在计算微流体流阻时，流体与管道的接触面，常为一个圆环内侧面，或为四个平面。
如何计算微流体流阻？
在计算微流体流阻前，咱们先回忆一下滑动摩擦力的计算。
如何计算微流体流阻？
在计算微流体流阻前，咱们先回忆一下滑动摩擦力的计算。
在两物体接触面为一平面时，滑动摩擦力f的大小跟正压力成正比：f=μN（μ为动摩擦因数）。而在微流控里，当流体在毛细管中流动，接触面为毛细管内侧面，若将此内侧面展开，便是一个长方形；当流体在微流控芯片中流动时，芯片通道通常为矩形，流体体与芯片接触面为上下左右四个平面。将以上三种情况的阻力计算公式作对比，得到下表。
滑动摩擦力&微流体流阻计算公式表
滑动摩擦力&微流体流阻计算公式表
表中，将微流体流阻公式中的μ单独提出，其“形式”和滑动摩擦力公式非常相似，所以，将微流体流阻通过滑动摩擦力的“三维化”来理解，是一种快速理解流阻的方式。由上表还可知，微流体流阻，与管道长度（L）成正比，与d^4方（毛细管）或h^3·w成反比（芯片）。
流阻一定要计算出来吗？
很多时候，流阻都不用计算出具体数值的。
流阻还可以通过一个简化的公式计算：△P=R·Q（类似欧姆定律），其中，△P为压力差，R为流阻，Q为流量，压力差越大，流量越大，因为系统中的流阻，通常是恒定的。
在我们具体实操时，并不关心流阻数值，我们更关心流量的快慢与恒定，仅需要知道流阻是变大了还是变小了，便足以让我们搭建好系统。上文提到的流阻计算，可通过下面两张图来理解。
微流控系统的总流阻
一整个微流控系统中的流阻，其实就是系统中每一段流阻的累加。其中，毛细管产生的流阻属于外部流阻，是可控的，可根据流量需求进行调节；而微流控芯片中产生的流阻，属于内部流阻，一般不可改变。除此之外，系统中也会涉及到一些其它流阻，例如：系统中是否接上过滤接头，芯片中是否集成了过滤膜。
创立于美国硅谷的PreciGenome公司，专注于微流控系统的工具开发、系统设计及方案集成工作，拥有一批学术背景强、产业经验丰富的，包括机械、光学、材料学、影像分析、软件等方面的技术专家。
目前PreciGenome已经形成进样控制、芯片设计、连接管理、监测与检测系统在内的微流控研究及工业化全链产品。其产品被耶鲁大学，芝加哥大学，纽约大学，哈佛大学等众多欧美大学研究所使用。
创立于苏州的锐讯生物，作为PreciGenome在中国地区的全面战略合作伙伴，全面负责PreciGenome微流控产品线在中国的产品销售、应用开发与技术支持工作。
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