كانال‌ها بر حسب اندازه و يا به عبارت بهتر قطر هيدروليكي‌شان به کانال‌همرفتی، مینی‌کانال، میکروکانال، کانال گذرا و کانال مولکولی تقسيم مي‌شوند. در فرايند صنعتي مفهوم ميكروتكنولوژي به عملكرد ابزارهاي كوچكي بر مي‌گردد كه عناصر واحد عملياتي و واكنش را براي صرفه‌جويي در انرژي و فضا يكپارچه مي‌كنند‌. دستگاه‌های میکروسیالی به دستگاه‌هایی اطلاق می‌شود که حداقل یکی از ابعاد آن دارای مقیاس میکرومتر می‌باشد. ‌این دستگاه‌ها پر از ساختمان‌های مداری شکل است که به عنوان تراشه‌های میکروسیالی نامیده می‌شوند. برای ‌این سیستم‌ها مقدار اندکی از مواد مورد نیاز است که علاوه بر ‌اینکه باعث کاهش هزینه می‌شود، ‌ایمنی بیشتری را در سیستم‌ها (به دلیل مواد عبوری کمتر و کنترل بهتر)‌ ایجاد می‌کند.

به دلیل کاربردهای وسیع میکرواختلاط‌ گرها در همگن سازی، واکنش شیمیایی، پراکنده سازی و امولوسیون سازی، بازده اختلاط در ‌این دستگاه‌ها برای دست‌یابی به عملکرد کلی فرایند بسیار مهم است. در‌ اختلاط میکرو، مولکول‌ها به جای گردابه‌ها نقش اصلی را در اختلاط ‌ایفا می‌کنند. به عبارت دیگر نفوذ در مقیاس مولکولی انجام می‌گیرد. ‌ایجاد یک مخلوط یکنواخت در میکروکانال‌ها مشکل است، زیرا جریان آرام که در بیشتر جریان‌های میکرو اتفاق می‌افتد، باعث کند شدن روند اختلاط می‌گردد. مخلوط شدن مؤثر در ‌این دستگاه‌ها اساساً به وسیله طراحی هوشمندانه هندسه کانال است، که برای افزایش مناطق تماس دو سیال با یکدیگر در نرخ‌های بالا به دست می‌آید. خصوصیت اصلی مکانیزم‌های مؤثر در اختلاط در میکروکانال‌ها برای بسیاری از مایعات در عدد پکلت بالا و رینولدز پایین، ایجاد شکل‌های منبسط کننده و تا کننده برای ‌ایجاد آشفتگی می‌باشد. بسیاری از واکنش‌های شیمیایی هستند که دارای ضریب پخش پایین می‌باشند، بنابر‌این بدون آشفتگی، زمان واکنش ممکن است به شدت طولانی شود. خواص سیال مانند دانسیته، ویسکوزیته و ضریب پخش با تغییر در متغیرهایی مانند دما و کسر جرمی ‌اجزاء تغییر می‌کند؛ از ‌این رو ‌این تغییرات باید وقتی در نظر گرفته شود که ارزیابی مخلوط دو سیال توسعه یابد.

میکرواختلاط‌گرها به دو دسته اصلی فعال و غیرفعال تقسیم می‌شوند. در میکرواختلاط‌ گرهاي فعال، اختلاط توسط یک عامل خارجی مانند میدان الکتریکی، مغناطیسی، نوسانات فشار، امواج صوتی و غیره صورت می‌گیرد، در حالی که در میکرواختلاط‌ گر هاي غیرفعال، اختلاط از تعامل جریان اصلی با هندسه کانال که به طور خاص طراحی شده است (مانند کانال‌هاي متقاطع، زیگزاگی، مانع‌دار(، بدون هیچ گونه انرژي خارجی صورت می‌گیرد.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

مجموعه‌ی حاضر شامل هفت فصل می‌باشد که در هر فصل مثال‌های متنوع و کاربردی در راستای شبیه‌سازی سیستم‌های میکروسیالی در تجهیزاتی از قبیل: میکرومیکسرها، میکروراکتور، میکرومبدل‌ها و میکرو پمپ، با استفاده از نرم افزار COMSOL ( کامسول) آورده شده است. در فصل اول علاوه بر آموزش گام‌به‌گام شبیه‌سازی میکرومیکسر، به آموزش جامع محیط، قابلیت‌ها و تمامی امکانات نرم‌افزار COMSOL Multiphysics پرداخته شده است. این آموزش جامع و متمایز سبب شده که مخاطبین این کتاب منحصر به تخصص و رشته خاصی نباشند و آن را برای تمامی رشته‌های فنی و مهندسی مناسب نموده است.