بررسی اختلاط ناشی از جریان الکتروکینتیک القایی غیرخطی در یک میکروکانال
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
doi
چکیده
اختلاط در بسیاری از ریزساختارها نقش اصلی را ایفا میکند بنابراین افزایش اختلاط در مقیاس میکرو حائز اهمیت است. در این مقاله، اختلاط ناشی از ایجاد جریان الکتروکینتیک القایی غیرخطی در یک میکروکانال مستطیلی دارای موانع رسانا، بهصورت عددی موردمطالعه قرارگرفته است. در حالیکه بیشتر مطالعات قبلی در مورد اجسام نارسانا با بار الکتریکی ثابت بوده است، در این تحقیق، اختلاط با در نظر گرفتن موانع رسانا و ایجاد بار القایی، بررسیشده است که نوآوری اصلی پژوهش حاضر است. نتایج حل عددی، جریان چرخشی در نزدیکی موانع رسانا را نشان میدهد که باعث افزایش میزان اختلاط میشود. علت پیدایش گردابهها، توزیع غیریکنواخت زتاپتانسیل القایی بر روی این موانع است. همچنین اختلاط در میکرومیکسر پیشنهادی به ازای موقعیت موانع، نسبت ارتفاع موانع به ارتفاع کانال و زاویه مانع مثلثی با استفاده از پارامتر بازده اختلاط مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان میدهد در حالتی که موقعیت و زوایای موانع ثابت باشد، با افزایش نسبت ارتفاع موانع به ارتفاع کانال، بازده اختلاط افزایش مییابد. همچنین در شرایطی که موقعیت و ارتفاع موانع ثابت باشد، با افزایش زاویه مانع، کاهش بازده اختلاط مشاهده میشود. تأثیرقدرت میدان الکتریکی خارجی نیز بر میزان اختلاط بررسی شده و در نهایت، محدوده اعداد بی بعد جهت میکرومیکسری با بازده اختلاط قابل قبول ارائه گردیده است.
