بررسی اختلاط در ریزمخلوط گرهای ترکیبی الکترواسموتیک/فشار­محرک با بارسطحی ناهمگن

در این مقاله شبیه سازی عددی جریان الکترواسموتیک درون ریزجریان های ناهمگن با استفاده از مدل تقریبی هلمهولتز-اسمولوکوفسکی ارائه شده است که در آن اثر نیروی میدان الکتریکی بر سیال با سرعت لغزشی در دیواره ی ریزمـجرا جایگزین می شود. با حل معادله غلظت در این جریان ها، چگونگی فرآیند اختلاط در ریزمجراهای دارای زتاپتانسیل ناهمگن روی دیواره، به صورت کیفی و کمی بررسی شده است. مطالعه انجام شده نشان می دهد که با ترکیب دو جریان الکترواسموتیک و فشار-محرک در یک ریزمجرا و تنظیم مناسب تکه های ناهمگنی بار، به سادگی می توان یک ریزمخلوط گر الکترواسموتیکی با اختلاط قابل تنظیم طراحی نمود. رفتار چنین ریزمخلوط گرهایی تحت تاثیر نحوه آرایش زتاپتانسیل و نیز مقدار اختلاف فشار اعمالی است. در این مقاله برای تحلیل جامع اختلاط، علاوه بر معیار رایج راندمان اختلاط، دو معیار جدید راندمان نسبی اختلاط و ظرفیت اختلاطی مورد معرفی قرار گرفته اند. با استفاده از این شاخصه ها معلوم شد که در اختلاف فشارهای اندک و یا خیلی زیاد وجود تکه های ناهمگنی بار روی دیواره های ریزمجرا اثر قابل ملاحظه ای بر بهبود اختلاط ندارد. بنابراین عملکرد ریزمخلوط گرهای با جریان ترکیبی الکترواسموتیک و فشار-محرک دارای یک نقطه بهینه است. بعلاوه مشاهده شد که میزان نامتقارنی توزیع بار در مقایسه با میزان اندازه بار، اثر جدی تری بر عملکرد اختلاطی ریزمخلوط گر دارد. این امر تضمین می کند که اختلاط مناسب حتی با استفاده از سطوح دارای زتاپتانسیل معمولی حاصل شود.