پديد آورنده :
احمدي، محسن
عنوان :
مشخصه هاي حرارتي جريان ناپاياي الكترواسموتيك به همراه گراديان فشار تحت ميدان الكتريكي متناوب در ميكروكانال مستطيلي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
پانزده، ۸۶ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه‌ور
توصيفگر ها :
الكترواسموتيك , متناوب زماني , ميكروكانال مستطيلي , گرمايش ژول , پتانسيل زتا , ميدان الكتريكي
استاد داور :
علي اكبر عالم رجبي، محسن دوازده امامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/11/16
چكيده فارسي :
چكيده در سالهاي اخير با پيشرفتهاي صورت گرفته در فناوري ساخت سيستمهاي ميكرو استفاده از اين سيستمها رشد چشمگيري يافته است از طرفي كاربرد الكترواسموتيك به عنوان ابزاي براي ايجاد جريان و بهبود اختل اط در ميكروكان اله ا رو ب ه گس ترش اس ت در جري ان الكترواسموتيك پديدهاي به نام گرمايش ژول مطرح ميشود كه بسته به نوع كاربرد ميكروسيستم ميتواند نقشي منفي يا مثب ت را ب ازي كند هر چند در عمل مقطع مستطيلي براي ميكروكانال كاربرد بيشتري دارد اما توجه مناسبي به اين نوع ميكروكانال نشده است با مقايسه الكترواسموتيك DC و متناوب زماني مشخف ميگردد استفاده از ميدان الكتريكي AC در بعضي موارد مزاياي خاص ي ب ه هم راه دارد از اين رو در اين پژوهش با مدل كردن ميكروكانال مستطيلي تحت جريان الكتريكي AC به بررسي اثر گرمايش ژول بر توزيع س رعت و دما در جريان الكترواسموتيك پرداخته ميشود و با تغيير پارامترهايي همچون ولتاژ اعمالي به الكترودها ابعاد مقطع ميكروكانال پتانس يل زتا غلظت مولي سيال نوع سيال و گراديان فشار تغييرات به وجود آمده در نتايج را گزارش ميده د ح ل ع ددي معادل ات ح اكم ب ر مسئله به كمك نرم افزار فلوئنت انجام شده و قابل ذكر است معادله پواسون ب ولتزمن ب دون تقري ب دب اي هاك ل ب راي توزي ع پتانس يل الكتريكي مورد استفاده قرار گرفته و به علت وابستگي رسانندگي الكتريكي به دما ميدان الكتريكي ب ا دامن ه ثاب ت ب ه ك ار نرفت ه اس ت نتايج نشان ميدهد با دو برابر شدن دامنه ولتاژ گرمايش ژول افزايش يافته به ط وري ك ه دم اي س يال در مرك ز ميكروكان ال از 4 103 كلوين به 6 413 ميرسد و افزايش ده برابري غلظت مولي سيال از مق دار اولي ه 3 1mol m رش د 7 21 براب ري گرم ايش ژول را ب ه همراه دارد كه اين تغيير گرمايش ژول قادر است دماي بيشينه سيال در نقطه مياني ميكروكانال را 59 درجه افزايش دهد بنابراين صرفنظر از گرمايش ژول و فرض ثابت بودن دما براي محلول غليظ صحيح نميباشد با اينكه افزايش پتانسيل زتا و گراديان فشار پروفيل س رعت را تغيير ميدهد اما تغيير چشمگيري در توزيع دما ايجاد نميشود كلم اات كلي ادي الكترواس موتيك متن اوب زم اني ميكروكان ال مس تطيلي گرم ايش ژول پتانس يل زت ا مي دان ا ا الكتريكي
چكيده انگليسي :
87 Thermal characteristics of mixed unsteady electro osmotic flow and pressure gradient under alternating electric field in rectangular microchannel Mohsen Ahmadi mohsen ahmadi@me iut ac ir Date of Submission 2018 01 09 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ebrahim Shirani eshirani@cc iut ac irAbstractIn recent years with the advances made in the technology of manufacturing micro systems the use of thesesystems has dramatically grown On the other hand the use of electro osmotic as a means for creating flowand improving mixing in microchannels is increasing In the electro osmotic flow a phenomenon known asJoule heating which can play a negative or positive role depending on the application of the microsystem Although the rectangular cross section is more suitable for microchannel in practice but this kind ofmicrochannel has not been given proper attention By comparing DC and alternate electro osmotic the useof AC electric field has advantages in some cases Therefore in this study by modeling a rectangularmicrochannel under an AC electric field the effect of Joule heating on the distribution of velocity andtemperature in the electro osmotic flow is investigated By changing the parameters such as the appliedvoltage to the electrodes the cross section dimensions zeta potential molar concentration of fluid fluidtype and pressure gradient results are repoted The numerical solution is performed by the Fluent software It is noteworthy that the Poisson Boltzmann equation is used without the Debye Huckle approximation forthe distribution of electric potential and because of the dependence of the electric conductivity ontemperature the electric field with constant amplitude is not applied The results show that by doubling thevoltage amplitude the Joule heating increases so that the temperature in the centerline of the micro channelfrom 301 4 Kelvin reaches to 314 6 and when the molar concentration of the fluid increases from 3 31mol m to 10mol m the Joule heating increasing factor of 12 7 This Joule heating can increase themaximum temperature at the midpoint of the microchannel by 15 C Therefore ignoring the Joule heatingand assuming that the constant temperature are not correct Although the velocity profile changes withincreasing the zeta potential and pressure gradient there is no effect on temperature distribution withrespect to the zeta potential Keywords Electro osmotic Time periodic Rectangular microchannel Joule heating Zeta potential Electric field
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه‌ور
استاد داور :
علي اكبر عالم رجبي، محسن دوازده امامي
