بررسی عددی و تحلیلی ولتاژ القائی در جریان مایع فشار محرک درون ریزمجراها

تولید ولتاژ الکتریکی به کمک جریانهایی از الکترولیت فشار- محرک، یکی از مسائل پایه در مکانیک سیالات ریز و کاربردهای فراوان مرتبط با آن است. در مطالعة حاضر، اثرات متقابل جریان مایع فشار- محرک درون یک ریزمجرا و ولتاژ القائی در شرایط جریان الکتریکی صفر، به طور عددی و تحلیلی بررسی م یشوند. معادلات حاکم شامل معادله پواسون برای توزیع پتانسیل الکتریکی، معادلات ارنست- پلانک برای توزیع چگالی بار، معادله پیوستگی و معادلات ناویر- استوکس اصلاح شده برای یک جریان پایدار تراک مناپدیر از یک سیال نیوتنی به روش حجم محدود حل م یشوند. در صورت حضورEDL و اعمال شرایط ولتاژ القایی حداکثر، دبی جرمی جریان نسبت به دبی نظیرش در جریان فشار- محرک خالص، کاهش ناچیزی م ییابد. منحنی تغییرات پتانسیل القائی بر حسب زتا پتانسیل دیوار، با کمال تعجب نشان می دهد که در زتا پتانسی لهای کمتر از ١٠٠ میلی ولت، پتانسیل القائی به یک مقدار حداکثر رسیده و سپس نزول م یکند. دلیل این امر، افزایش ناگهانی ضریب هدایت الکتریکی متوسط است. ضریب هدایت الکتریکی متوسط، در زتا پتانسی لهای بالاتر از ١٠٠ میلی ولت به طور نمایی افزایش م ییابد و لذا تجربه مرسوم در ثابت فرض نمودن آن، فقط برای زتا پتانسیل های کم، (یعنی کمتر از ١٠٠ میلی ولت) قابل توجیه است.

کلیدواژه ها:

اثرات الکتروسینتیک ، پتانسیل القائی ، زتا پتانسیل ، ریزمجرا ، جریان فشار- محرک