毛細管熱對流聚合?連鎖反應器之熱流場模擬與分析-管徑與長度比效應

in Domestic Conference (poster paper), 國內研討會(全文海報發表)
標題毛細管熱對流聚合?連鎖反應器之熱流場模擬與分析-管徑與長度比效應
出版類型國內研討會(全文海報發表)
出版年度2011
AuthorsP.H. Chen, 陳炳煇, L.S. Kuo 郭龍生, Tai 戴昌賢, F.L. Lih 厲復霖, & miao jr-ming 苗志銘
會議名稱第18 屆全國計算流體力學研討會
出版日期Aug 16 2010 12:0
會議地點宜蘭
其他編號0000
中文摘要

對生物科技與生醫工程者而言,聚合?連鎖反應(polymerase chain reaction; PCR)是一種可以使得
DNA 在微量試管中擴增到106X 的簡便且有效的方法。PCR 在操作過程中必須確保需要擴增的DNA
片段歷經(a)變性(denaturation)反應,(b)緩冷配對(annealing)反應與(c)延長(extension)反應,合成新的
DNA 股。上述三個反應過程對應出三個操作溫度範圍,92~95oC、40~52oC、37oC,也就是說一個反
應器必須能夠建立起橫跨此三個溫度範圍之溫度場與流場方可確定DNA 擴增之過程達到成功。
傳統的試管PCR機台大多是在試管的兩端藉由加熱器控制加熱方式以建立起擃增反應所需之熱流
場結構,,本研究之重點在於探討以底部單一熱源之加熱方式配合調整毛細管管徑與試劑高度以及管
壁之共軛對流散熱,嘗試尋找出最佳之幾何參數。。研究方法為求解不可壓縮流之納維爾-史托克方
程組與能量守恆方程式,在毛細管固體部分之溫度分布方面則是藉由求解熱傳之傅立葉方程式獲得。
數值模擬方面計算出不同管柱直徑(D=1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 2.2mm, 2.5mm, 3.0mm)與長度
(H=10mm. 14mm, 18mm)下完成CPR反應最佳之構型。在研究之邊界條件與工作流體熱物理參數
下,在所有的案例下發現,最佳的CCPCR構型是毛細管內徑2.0mm且管柱高度為10mm。

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