مطالعه اثر لغزش بر عملکرد ریزمخلوط گرهای الکترواسموتیکی بر مبنای معیار انتروپی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
doi
10.22060/mej.2016.776چکیده
در این مقاله اختلاط الکتروکنتیکی درون ریزمجراهای ناهمگن مطالعه شده است و اثر ضریب لغزش، زتاپتانسیل، پارامتر دیبای هوکل و عدد رینولدز بر راندمان اختلاط بررسی شده است. ریزمجراهای مورد مطالعه دارای توزیع ناهمگن زتاپتانسیل روی دیواره هستند و سایر خواص سطحی آن یکنواخت است. برای بررسی اختلاط الکترواسموتیکی معادلات ناویر- استوکس، ارنست - پلانک، معادله پتانسیل الکتریکی و معادله غلظت به روش عددی حل شده اند. تایج نشان می دهد که رفتار ریزمخلوط گرهای الکترواسموتیکی به شدت وابسته به مقدار و توزیع زتاپتانسیل دیواره است و در اغلب موارد راندمان اختلاط با کاهش پارامترهای ضریب لغزش، دیبای- هوکل و عدد رینولدز، افزایش می یابد. مشاهده شد که ضریب لغزش نقش جدی بر راندمان اختلاط دارد به نحوی که در مقایسه با اختلاط کانال همگن می تواند در رینولدزهای کم باعث کاهش و در رینولدزهای بالا باعث افزایش راندمان اختلاط گردد. همچنین، دقت مدل تقریبی هلمهولتز - اسمولموکوفسکی نیز مورد بررسی قرار گرفت و معلوم شد که در مواردی که زتاپتانسیل دیواره زیاد باشد و یا مقدار پارامتر دیبای هوکل کم باشد، نتایج حاصل از این مدل دارای خطای قابل ملاحظه ای نسبت به مدل ارنست - پلانک خواهد بود. علاوه بر این نتیجه گردید که هرچه میزان عدم تقارن بار بیشتر باشد، عملکرد اختلاطی ریزمخلوط گر افزایش می یابد و لذا جهت رسیدن به میزان اختلاط مشخص، طول کمتری نیاز خواهد بود.
