考慮雙電層內(nèi)離子空間效應(yīng)的行波交流電滲流計(jì)算模型研究
本文選題:電滲 + 反向流動(dòng); 參考:《科技通報(bào)》2017年02期
【摘要】:行波交流電滲流是微流體芯片中一種重要的流體驅(qū)動(dòng)方式,但目前其常規(guī)理論的預(yù)測(cè)值仍與實(shí)驗(yàn)值有較大差異,甚至有時(shí)出現(xiàn)流向相反的情況。本文提出了一種用于估算行波電滲流速隨頻率和溶液電導(dǎo)率而變化的數(shù)學(xué)模型(包括反向電滲流)。在該模型中,通過綜合考慮雙電層內(nèi)離子的空間立體效應(yīng)和在雙電層溶劑分子電粘阻滯效應(yīng),推導(dǎo)了雙電層內(nèi)的有效粘度。另外,模型中引入?yún)?shù)Kc和Kr用于校正雙電層的等效電容和電阻,并進(jìn)行了擬合計(jì)算。結(jié)果表明,在雙電層內(nèi)的粘度大于溶液粘度的十倍乃至百倍以上,雙電層特征系數(shù)值在高頻段的減小導(dǎo)致電極表面電滲作用的分布改變,從而使流動(dòng)反向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型計(jì)算結(jié)果相近,論證了本模型較好的預(yù)測(cè)效果。
[Abstract]:Traveling wave alternating current is an important fluid driving method in microfluidic chips, but the predicted values of the conventional theory are still different from the experimental values, and even sometimes appear in the opposite direction. In this paper, a mathematical model is proposed to estimate the variation of the traveling wave electroosmosis velocity with the frequency and the solution conductivity (including the reverse. In this model, the effective viscosity in the double layer is derived by taking into account the spatial stereoscopic effect of the ions in the double layer and the electric viscosity block effect in the double layer solvent molecules. In addition, the parameters Kc and Kr are introduced to correct the equivalent capacitance and resistance of the double layer, and the fitting calculation is carried out. The results show that the double layer is in the double layer. The internal viscosity is more than ten times or more than the solution viscosity. The decrease of the value of the double layer characteristics at high frequency leads to the change of the distribution of electroosmotic effect on the electrode surface, which makes the flow reverse. The experimental results are similar to the model calculation results, demonstrating the better prediction effect of the model.
【作者單位】: 河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;
【基金】:江蘇省自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):BK20161197) 常州市科技計(jì)劃(社會(huì)發(fā)展)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):CE20165029) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2015B04414)資助的課題
【分類號(hào)】:O357.3
【相似文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1815008
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