بررسی اختلاط سیال غیرنیوتونی در جریان ترکیبی الکترواسموتیک/ فشار محرک درون میکروکانال ناهمگن با موانع مستطیلی

در این مقاله پدیده ی اختلاط در جریان های ترکیبی الکترواسموتیک/فشار محرک برای سیال غیرنیوتونی در میکروکانال با مانع مستطیلی و زتاپتانسیل غیرهمگن به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. رفتارغیر نیوتونی سیال با استفاده از قاعده توانی بر جریان اعمال می گردد. همچنین به منظور مدل سازی توزیع حاکم بر یون های الکتریکی در کانال و میدان حاکم بر پتانسیل الکتریکی، از معادله ی غیرخطی پواسون-بولتزمن بهره گرفته می شود. حل عددی معادلات حاکم بر انتقال مومنتوم، میدان الکتریکی و میدان غلظت با به کارگیری روش المان محدود صورت گرفته است. در تحلیل حاضر، تاثیر پارامترهای گرادیان فشار، شاخص رفتار رئولوژیکی سیال و همچنین تاثیر پارامترهای فیزیکی و هندسی موانع مستطیلی بر کیفیت اختلاط مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال گرادیان فشار معکوس بر جریان، رفتار دیلاتنتی سیال و همچنین ارتفاع بیشتر موانع بر بهبود اختلاط درون کانال بسیار موثر هستند. همچنین مشخص شد که در حالتی که کانال دارای زتاپتانسیل ناهمگن باشد افزایش طول موانع راندمان اختلاط را به طور محسوسی افزایش می دهد. اما برای کانال با زتاپتانسیل همگن، افزایش طول مانع اثر اندکی بر راندمان اختلاط دارد.

کلیدواژه ها:

Mixing ، Combined electroosmotic/pressure driven flows ، non-Newtonian fluid ، Rectangular obstacles ، Heterogeneous ζ-potential ، اختلاط ، جریان ترکیبی الکترواسموتیک/فشار-محرک ، سیال غیرنیوتونی ، مانع مستطیلی ، زتاپتانسیل ناهمگن