|
تحلیل جریان مرکب الکترواسموتیک و فشار محرک در میکروکانالهای استوانهای با در نظر گرفتن اثرات لغزش سطحی و پتانسیل زتای وابسته به لغزش
|
حسین تمیم*   |
| گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران ، hossein.tamim@iau.ac.ir |
|
|
چکیده: (18 مشاهده) |
هدف اصلی این پژوهش، مطالعه تحلیلی جریان مرکب الکترواسموتیک و فشار محرک یک محلول آبی در میکروکانال استوانهای است. اثرات لغزش سطحی و پتانسیل زتای وابسته به لغزش نیز در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم شامل معادله پواسن-بولتزمن و معادله حرکت بهصورت تحلیلی حل شده و تأثیر کلیه پارامترهای فیزیکی و الکتروسینتیکی بر توزیع پتانسیل الکتریکی، پروفیل سرعت و پارامترهای مرتبط با آن نظیر ضریب اصطکاک و نرخ حجمی جریان بررسی شده است. نتایج نشان میدهد، لغزش سطحی تأثیر بسیار زیادی بر میدان جریان و توزیع پتانسیل الکتریکی میگذارد بهطوریکه افزایش طول لغزشی موجب افزایش هم پتانسیل الکتریکی و هم سرعت جریان میشود. رفتار مشابهی نیز با رشد پتانسیل زتای سطح دیواره میکروکانال مشاهده شده است. با اعمال گرادیان فشار معکوس و افزایش آن، بهتدریج جریانهای بازگشتی در مرکز میکروکانال پدیدار شده و ممکن است منجر به شکلگیری نرخ جریانهای منفی (جریان کلی در جهت مخالف) گردد. بیشترین دبی حجمی جریان و ضریب اصطکاک در حضور نازکترین دولایههای الکتریکی (پارامتر دبای بزرگتر) رخ داده است در حالیکه روند متضادی در مورد دولایههای ضخیمتر مشاهده شده است. تغییرات دبی حجمی و ضریب اصطکاک نسبت به پارامتر گرادیان فشار بهصورت خطی بوده است. از دیدگاه انرژی، نتایج این پژوهش میتواند در بهینهسازی مصرف انرژی در سامانههای میکروسیالاتی اهمیت داشته باشد، زیرا افزایش لغزش سطحی و کنترل پتانسیل زتا میتواند موجب کاهش افت اصطکاکی و افزایش کارایی انتقال سیال شود. همچنین، یافتههای این مطالعه قابلیت استفاده در طراحی میکروپمپها، ریزتراشههای آزمایشگاهی، سیستمهای انتقال دارو و دستگاههای جداسازی الکتروسینتیکی را دارد و میتواند به توسعه سامانههای کممصرف و با قابلیت کنترل دقیق جریان کمک کند. |
|
| واژههای کلیدی: جریان الکترواسموتیک، میکروکانال، لغزش سطحی، پتانسیل زتای وابسته به لغزش، حل تحلیلی. |
|
|
متن کامل [PDF 1996 kb]
(10 دریافت)
|
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1404/9/29 | پذیرش: 1404/11/23 | انتشار: 1404/12/10
|
| * نشانی نویسنده مسئول: گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران |
|
|
|
|
|
|
| ارسال پیام به نویسنده مسئول |
|
|
|
| ارسال نظر درباره این مقاله |
|
|
|
.jpg)
