بررسی اثر اندازه یون در جریان ترکیبی الکترواسمتیک/فشار محرک سیال غیرنیوتونی

در پتانسیل زتای بالا، تئوری کلاسیک پواسون-بولتزمن صادق نیست و باید از معادله ی بهبودیافته ی پواسون- بولتزمن که اندازه ی یون را در توزیع بار نیز در نظر می گیرد استفاده کرد. بعلاوه بسیاری از سیالات زیستی رفتار غیرنیوتونی دارند، بنابراین اثر هم زمان اندازه ی یون و رفتار غیرنیوتونی سیال در جریان ترکیبی الکترواسمتیک/فشار محرک در پژوهش حاضر در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم به روش تفاضل محدود در یک میکروکانال مستطیلی حل شده اند. اثر اندازه ی یون در معادله ی بهبودیافته ی پواسون-بولتزمن با فاکتور استریک تعریف می شود که یون را به صورت بار نقطه ای یا با اندازه ی محدود در نظر می گیرد. اثر اندازه ی محدود یون عموما باعث افزایش سرعت سیال غلیظ شونده ی برشی و کاهش سرعت سیال رقیق شونده ی برشی می شود. نسبت منظری مقطع نیز در نظر گرفته شده است و مشاهده می شود که افزایش نسبت منظری مقطع در گرادیان فشار مخالف تغییر زیادی در پروفیل سرعت ایجاد می کند اما گرادیان فشار موافق کمتر تحت تاثیر تغییرات ابعاد سطح مقطع است. همچنین ضریب اصطکاک با افزایش پتانسیل زتا در هر دو سیال غلیظ شونده ی برشی و رقیق شونده ی برشی، برای مدل یون نقطه ای افزایش می یابد اما برای مدل یون با اندازه ی محدود کاهش می یابد. سرعت متوسط سیال رقیق شونده ی برشی در پتانسیل زتای بالا با افزایش فاکتور استریک کاهش می یابد اما در سیال غلیظ شونده ی برشی اثر کمی دارد.

بررسی اثر اندازه یون در جریان ترکیبی الکترواسمتیک/فشار محرک سیال غیرنیوتونی Keywords:

Steric effects , Power-law fluids , Zeta potential , Electroosmotic flow , اثر استریک , سیال توانی , پتانسیل زتا , جریان الکترواسمتیک