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

در این مقاله اختلاط ناشی از جریان الکترواسموتیک درون میکروکانال های 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 می شود و با توجه به شدت میدان آن و زتاپتانسیل دیواره، محرکه جریان سیال به صورت یک سرعت لغزشی در جداره ها محاسبه می شود. بر این مبنا، همه اثرات بارهای الکتریکی بر جریان، توسط اعمال این سرعت لغزشی در معادله ناویر-استوکس در نظر گرفته می شود. با داشتن میدان سرعت، میدان غلظت و راندمان اختلاط بدست می آید. نتایج این بررسی نشان می دهد 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 می شود در حالی که افزایش زتاپتانسیل دیواره کانال می تواند منجر به افزایش و یا کاهش راندمان اختلاط شود.