|
عنوان
|
مدل سازی پخش ذرات در جریان الکترو اسمزی سیال ویسکوالاستیک در میکرو کانال دو صفحه موازی
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
الکترو اسمز، سیال ویسکوالاستیک، انتقال جرم، پخش تیلور، میکرو کانال دو دیواره موازی
|
|
چکیده
|
در این پژوهش، انتقال جرم یک آنالیت در جریان الکترو اسمز سیال ویسکوالاستیک در داخل یک میکرو کانال دو صفحه موازی بررسی گردید. مطالعه انتقال جرم بر مبنای تحلیل «پخش هیدرودینامیکی» یا «پخش تیلور» صورت پذیرفت. ابتدا با استفاده از خطیسازی دبای-هاکل، یک حل تحلیلی برای توزیع پتانسیل الکتریکی و یک حل تحلیلی برای توزیع سرعت ارایه شد. سپس با بهرهگیری از معادله توزیع سرعت و نیز فرضیات ساده کننده محدودی، معادلهای برای توزیع غلظت ارایه شد که نهایتاً منجر به محاسبه ضریب نفوذ مؤثر گردید. حل تحلیلی مذکور سپس با حل عددی معادلات کوپل شده فوق مقایسه گردید و مشخص شد که تقریب خطی ساز دبای-هاکل با تحمیل کمتر از 1% خطا، به نحو مطلوبی حل تحلیلی را پیشبینی میکند. سپس با رویکردی متفاوت و کاملاً مبتنی بر فیزیک مسأله و استفاده از پدیده پخش تیلور، به بررسی نحوه پخش جزء محلول برای سیال ویسکوالاستیک در میکرو کانال دو صفحه موازی پرداخته شد. بر این اساس، مدلی برای پیشبینی رفتار هیدرودینامیکی و سپس فیزیک انتقال جرم ارایه شد. در این راستا، باندی از یک حلشونده فرضی خنثی به داخل کانال تزریق گردید و پخش شدن آن از طریق متوسطگیری غلظت در هر سطح مقطع پیگیری شد. مشخص گردید روشهای تحلیلی و عددی علیرغم تفاوتهای بنیادین، تطابق خوبی با هم داشته و خطای متوسط در حدود 8% حاصل شد. بهعنوان مثال؛ برای 100Κ=، 10ϵWe^2= و 10Pe=، مقدار ضریب نفوذ مؤثر حاصل از حل تحلیلی و مدلسازی بهترتیب برابر با 0337/1 و 0203/1 شدند. محدود بودن خطای مزبور گویای آن است که فرضیات ساده کننده برای ارایه حل تحلیلی دور از واقعیت نبوده است. رسم تغییرات غلظت متوسط حلشونده در بازههای زمانی مختلف نشان داد مدلِ توسعه داده شده برای جریان الکترو اسمزی میتواند توسط تزریقهای چندگانه برای جداسازی و یا انتقال مایع مورد استفاده قرار گیرد. همچنین مشاهده شد ضریب نفوذ مؤثر، یک تابع کاهشی از پارامتر دبای-هاکل و یک تابع افزایشی از میزان الاستیکی بودن سیال و عدد پکلت است.
|
|
پژوهشگران
|
آرمان صادقی (استاد راهنما)، سید نظام الدین اشرفی زاده (استاد راهنما)، مهدیه طالبی (دانشجو)
|