تحلیل عددی راندمان اختلاط غیر فعال در یک ریزمخلوط گر جدید مگنتو-الکترواسموتیکی

در این مقاله، راندمان اختلاط در یک ریزمخلوط گر جدید تحت عنوان مگنتو-الکترواسموتیکی به صورت عددی بررسی و شبیه سازی شده است. ریزمخلوط گر مورد نظر در واقع یک ریزمجرا با جریان الکترواسموتیک است که به منظور ایجاد اختلاط غیرفعال در آن، از یک میدان مغناطیسی دائم عمود بر ریزمجرا کمک گرفته شده است. هدف اصلی، تحلیل اثرات چگالی شار مغناطیسی و زتاپتانسیل دیواره ها بر میدان سرعت جریان و نهایتا راندمان اختلاط است. هندسه جریان یک ریزمجرای دوبعدی بین دو صفحه موازی است که سرتاسر دیواره های آن بطور یکنواخت باردار می باشد. بعلاوه جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دائم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مساله، شامل معادلات ناویر- استوکس اصلاح شده برای میدان جریان سیال، معادله میدان مغناطیسی، معادلات میدان های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون های مثبت و منفی (ارنست-پلانک) و معادله ی غلظت گونه ها به روش عددی حجم محدود حل شده است. نتایج عددی نشان داد که برای جریان در یک ریزمجرا با رینولدز ۰.۰۳، پارامتر لایه دوگانه الکتریکی ۱۶.۴۲ و چگالی شار مغناطیسی ۵ نیوتن بر آمپرمتر، افزایش زتاپتانسیل موجب تقویت حرکت سیال در ناحیه مرکزی شده و راندمان اختلاط کاهش می یابد به طوری که این کاهش راندمان اختلاط از مقدار ۹۸ درصد به مقدار ۴۵ درصد می رسد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش چگالی سطحی شار مغناطیسی، راندمان اختلاط در طول ریزمجرا افزایش می یابد. این تحلیل می تواند در طراحی سیستم های خنک کاری ریزالکترونیکی و ریزتراشه ها کاربرد موثری داشته باشد.

کلیدواژه ها:

مگنتوالکترواسموتیک ، راندمان اختلاط ، چگالی سطحی شار مغناطیسی ، نیروی لورنتس ، ریزمخلوط گر