بررسی اثر هندسه و خواص سطحی مانع بیضوی بر اختلاط جریان الکترواسموتیک درون میکروکانال

در این مقاله اختلاط ناشی از جریان الکترواسموتیک درون میکروکانال‌های دارای مانع بیضوی با خواص سطحی ناهمگن به روش عددی مطالعه شده است. برای مدل سازی عددی جریان سیال، از مدل هلمهولتز-اسمولوکوفسکی استفاده شده است که در آن به جای حل کامل معادلات انتقال سیال و بارهای الکتریکی، فقط میدان الکتریکی خارجی حل می‌شود و با توجه به شدت میدان آن و زتاپتانسیل دیواره، محرکه جریان سیال به صورت یک سرعت لغزشی در جداره‌ها محاسبه می‌شود. بر این مبنا، همه اثرات بارهای الکتریکی بر جریان، توسط اعمال این سرعت لغزشی در معادله ناویر-استوکس در نظر گرفته می‌شود. با داشتن میدان سرعت، میدان غلظت و راندمان اختلاط بدست می‌آید. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که پارامترهای هندسی مانع مانند موضع استقرار و نسبت هندسی و زتاپتانسیل سطحی آن نقش مهمی بر میزان دبی جرمی و راندمان اختلاط دارد. کاهش فاصله مانع از ورودی میکروکانال و افزایش باریکی مقطع هندسی مانع همواره باعث افزایش اختلاط می‌شود در حالی که افزایش زتاپتانسیل دیواره کانال می‌تواند منجر به افزایش و یا کاهش راندمان اختلاط شود.