【摘要】：利用分離變量法,研究了矩形納米管道內(nèi)流體的流向勢及電動能量轉(zhuǎn)換效率.通過求解電勢滿足的Poisson-Boltzmann(泊松-玻爾茲曼)方程和速度滿足的Navier-Stokes(納維-斯托克斯)方程,得到了矩形納米管道內(nèi)流體的流向勢和電動能量轉(zhuǎn)換效率的解析表達(dá)式.通過數(shù)值計算,分析了電動寬度K(矩形管道的寬度與雙電層厚度的比值)、納米管道高度與寬度的展向比α以及壁面Zeta勢ζ等無量綱參數(shù)對流向勢及電動能量轉(zhuǎn)換效率的影響.結(jié)果表明,當(dāng)其他參數(shù)固定時,流向勢隨K的增加而減小.當(dāng)K較小時,電動能量轉(zhuǎn)換效率隨K的增大而增大;當(dāng)K較大時,電動能量轉(zhuǎn)換效率隨K的增大而減小.此外,流向勢隨展向比α的增大而變大.對于較小的K,電動能量轉(zhuǎn)換效率隨α的增大而變大;當(dāng)K較大時,電動能量轉(zhuǎn)換效率隨α增大而減小.最后,當(dāng)壁面電勢ζ增大,流向勢變大,相應(yīng)的電動能量轉(zhuǎn)換效率有顯著的增加.
[Abstract]:The flow direction potential and electrokinetic energy conversion efficiency of fluid in rectangular nanotubes were studied by the method of separating variables. By solving the Poisson Boltzmann (Poisson Boltzmann) equation and the velocity satisfied Navier-Stokes (Navier-Stokes) equation, the analytical expressions of the flow direction potential and the energy conversion efficiency of the fluid in rectangular nanotubes are obtained. Through numerical calculation, the electric width K (the ratio of the width of rectangular pipe to the thickness of double electric layer) is analyzed. The effects of dimensionless parameters such as height to width ratio 偽 and wall Zeta potential 味 on the flow direction potential and the efficiency of electrokinetic energy conversion are investigated. The results show that the flow potential decreases with the increase of K when other parameters are fixed. When K is small, the efficiency of electric energy conversion increases with the increase of K, and decreases with the increase of K. In addition, the flow direction potential increases with the increase of the aspect ratio 偽. For the smaller K, the electric energy conversion efficiency increases with the increase of 偽, and decreases with the increase of 偽 when K is larger. Finally, when the wall potential 味 increases, the flow direction potential becomes larger, and the corresponding energy conversion efficiency increases significantly.
【作者單位】： 內(nèi)蒙古大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11472140) 內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校青年科技英才支持計劃(NJYT-13-A02) 非線性力學(xué)國家重點實驗室開放基金~~
【分類號】：O35;TB383.1

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本文編號：2415299