بررسی انتقال حرارت نانوسیال در جریان الکترواسموزی و فشاری متناوب در یک میکروکانال با استفاده از روش شبکه پوآسون- بولتزمن

در مطالعه حاضر، میدان جریان الکترواسموزی و فشاری نانوسیال در پتانسیل سطح همگن در میکروکانال با اعمال معادله پواسون- بولتزمن و فرض جریان دوبعدی، آرام، تراکم ناپذیر و پایا بررسی شده است. توزیع نانوذرات در سیال پایه به شکل همگن در نظر گرفته شده و در نتیجه جریان نانوسیال به شکل تک فاز است. در این مدل سازی نانوسیال از مدل پاتل استفاده شده که در آن وابستگی ضریب هدایت حرارتی به دما لحاظ شده است. به منظور تایید صحت حل عددی، نتایج حاصل با حل تحلیلی موجود برای هر بخش مقایسه شده و مطابقت خوبی به دست آمده است. سپس در ادامه، تاثیر پارامترهایی از قبیل درصد مولار یون، کسر حجمی و قطر نانوذرات روی جریان سیال و انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با ثابت نگه داشتن میدان الکتریکی و افزایش گرادیان فشار، عدد ناسلت موضعی کاهش و با ثابت نگه داشتن گرادیان فشار و افزایش میدان الکتریکی، عدد ناسلت افزایش می یابد. عدد ناسلت متوسط برای قطر نانوذرات ۱۰۰، ۱۱۰ و ۱۲۰نانومتر به ترتیب ۴۵، ۳۵ و ۲۵% افزایش پیدا می کند. زمانی که ۰/۰۵=r باشد، با افزایش غلظت یون از ۴-۱۰ تا ۲-۱۰ عدد ناسلت متوسط به اندازه ۱۰% افزایش می یابد. همچنین می توان با انتخاب زاویه فاز مناسب برای محرک های متناوب الکتریکی و فشاری، میزان و جهت سرعت و شکل تقعر پروفیل سرعت را کنترل نمود.

کلیدواژه ها:

Electroosmotic Flow ، Microchannel ، Boltzmann Method ، Nanofluid ، Periodic Electroosmotic and Pressure Driven ، جریان الکترواسموزی ، میکروکانال ، روش شبکه بولتزمن ، نانوسیال ، محرک الکتریکی و فشاری متناوب