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多通道采樣進樣閥的流體動力學優(yōu)化

來源:Sampling Systems賽譜賽斯   2025年05月19日 10:32  
  多通道采樣進樣閥在分析化學、實驗室自動化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其流體動力學性能直接影響樣品注入的精度與效率。為實現(xiàn)流體的高效、穩(wěn)定傳輸,需從流道設(shè)計、壓力分布及湍流控制等方面進行優(yōu)化。
  首先,流道設(shè)計是流體動力學優(yōu)化的核心。通過計算流體動力學(CFD)模擬,可分析閥體內(nèi)部流場的壓力分布、流速變化及渦流形成情況。針對傳統(tǒng)流道易產(chǎn)生的死體積和壓力梯度問題,可優(yōu)化流道截面形狀,采用漸縮漸擴結(jié)構(gòu)減少局部阻力,同時增加導(dǎo)流筋板以引導(dǎo)流體平穩(wěn)流動。例如,在六通進樣閥中,通過優(yōu)化定量環(huán)與通道的連接角度,可顯著降低樣品殘留,提升進樣重復(fù)性。
  其次,壓力分布的均勻性對流體傳輸至關(guān)重要。多通道進樣閥在切換過程中,不同通道的開啟與關(guān)閉會導(dǎo)致壓力波動,進而影響進樣精度。通過在閥體內(nèi)部設(shè)置壓力平衡腔室,或采用彈性體緩沖結(jié)構(gòu),可有效吸收壓力沖擊,維持系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外,針對高壓工況,需選用高強度、耐腐蝕的材料(如哈氏合金、PEEK),并優(yōu)化密封結(jié)構(gòu),防止高壓泄漏。
  最后,湍流控制是提升流體傳輸效率的關(guān)鍵。湍流會導(dǎo)致能量損失和流體混合不均,影響樣品分離效果。通過在流道內(nèi)壁設(shè)置微結(jié)構(gòu)(如凹槽、凸起)或采用層流導(dǎo)向元件,可抑制湍流形成,促進層流流動。例如,在微流控芯片進樣閥中,通過微米級流道設(shè)計,可實現(xiàn)流體的精確控制,降低交叉污染風險。

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