آرمان صادقی

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.