بررسی عددی دوبعدی و پایای اختلاط درون ریزمخلوط گرهای الکترواسموتیکی با سطوح ناهمگن و آب گریز

در این رساله اثر پارامترهای فصل مشترک سیال-جامد و نیز خواص سیال بر اختلاط الکتروکنتیکی درون ریزمجراهای ناهمگن مطالعه شده است. این پارامترها عبارتند از ضریب لغزش ناشی از آب گریزی، زتاپتانسیل، پارامتر دیبای-هوکل و عدد رینولدز. ریزمجرا مورد مطالعه دارای توزیع ناهمگن زتاپتانسیل روی دیواره است در حالی که سایر خواص سطحی آن یکنواخت می باشد. برای بررسی اختلاط الکترواسموتیکی معادلات ناویر-استوکس، ارنست-پلانک، معادله پتانسیل الکتریکی و معادله غلظت به روش حجم کنترل حل شده اند. حل دقیق این معادلات بخصوص معادله ارنست-پلانک درون ریزمجرای ناهمگن نیازمند هزینه عددی بسیاری است. لذا مدل های تقریبی مانند مدل هلمهولتز- اسمولوکوفسکی ارایه شده اند تا هزینه های محاسباتی کاهش یابد. نتایج نشان می دهد که رفتار ریزمخلوط گرهای الکترواسموتیکی به شدت وابسته به مقدار و توزیع زتاپتانسیل دیواره است و در اغلب موارد راندمان اختلاط با کاهش ضریب لغزش، پارامتر دیبای-هوکل و عدد رینولدز، افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که ضریب لغزش اثر قابل توجهی بر راندمان اختلاط دارد بنحوی که در مقایسه با کانال همگن می تواند در رینولدزهای کم باعث کاهش و در رینولدزهای بالا باعث افزایش راندمان اختلاط گردد. علاوه بر این نتایج، میزان دقت مدل هلمهولتز-اسمولوکوفسکی نیز مورد بحث قرار گرفته است.