兩層微流體系統(tǒng)中的電動(dòng)流動(dòng)及傳熱分析
發(fā)布時(shí)間：2021-04-06 02:02
近年來,隨著微納電子科技的發(fā)展,微米和納米量級(jí)的小型裝置越來越受到人們的關(guān)注,主要是由于它在微機(jī)電系統(tǒng)、生物與化學(xué)傳感器、藥物傳輸芯片、溶劑分離裝置以及熱控制系統(tǒng)等方面有諸多的應(yīng)用.在微納流體裝置中,相比于傳統(tǒng)的單層流體系統(tǒng),兩層或多層流體系統(tǒng)是指包含兩種或多種不相容流體的流動(dòng)控制裝置,其在生物、醫(yī)藥、化學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用.基于這種兩層或多層流體系統(tǒng),流動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置如T-型傳感器?和H-型過濾器?等流體裝置已經(jīng)被設(shè)計(jì)并且廣泛地應(yīng)用于分析兩層或多層流體系統(tǒng)中的流動(dòng)和傳熱問題.不同的流體驅(qū)動(dòng)機(jī)制下,流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有很大差別,尤其是在分析微納尺度裝置中流體的流動(dòng)和傳熱問題,此差別更為明顯.基于這一現(xiàn)狀,本文將圍繞壓力、電場及磁場混合驅(qū)動(dòng)機(jī)制下,對(duì)微納流體裝置中兩層流體系統(tǒng)的流動(dòng)、傳熱以及能量轉(zhuǎn)化等問題展開研究,探索電磁場作用下微流體的電動(dòng)流動(dòng)現(xiàn)象,深入了解電磁場、流場和溫度場等多場耦合機(jī)理和規(guī)律,揭示外加垂向磁場對(duì)減小電滲流中焦耳熱效應(yīng)的影響機(jī)理;通過理論分析,給出兩層流體系統(tǒng)相比于單層流體系統(tǒng)在降低焦耳熱效應(yīng)以及提高能量轉(zhuǎn)化效率上的優(yōu)勢.具...
【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：112 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
牛頓流體粘性剪切力實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?Fig.2.1TheexperimentofviscousforcewithconsiderationofNewtonianfluid.
預(yù)備知識(shí)use layer). 雙電層的構(gòu)成如下圖 2.2 所示. 其中極性電力的吸引, 這些反向離子幾乎固定不動(dòng), 由極性), 其厚度約是一個(gè)典型離子的直徑. Stern 層外是由層中的離子因遠(yuǎn)離固體表面可以自由運(yùn)動(dòng), 這使得層內(nèi)離子密度分布服從 Boltzmann 分布.
圖 2.2 雙電層模型.Fig. 2.2 The model of electric double layer (EDL).面平行的方向上施加一個(gè)外電場, 雙電層中的過量反向離子(相反的方向發(fā)生遷移. 由于流體的粘性作用,自由移動(dòng)的離子定向運(yùn)動(dòng). 由雙電層內(nèi)的離子與外加電場之間靜電作用引起的(EOF), 其流動(dòng)機(jī)理如下圖所示.
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Transient electro-osmotic and pressure driven flows of two-layer fluids through a slit microchannel[J]. Jie Su,Yong-Jun Jian,Long Chang,Quan-Sheng Liu. Acta Mechanica Sinica. 2013(04)
[2]生物芯片中周期性電滲驅(qū)動(dòng)液體薄膜的流動(dòng)特性[J]. 唐文躍,胡國輝. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]坐標(biāo)變換法數(shù)值求解微通道行波電場電滲流[J]. 陳波,吳健康. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[4]微通道內(nèi)電場頻率對(duì)電滲流影響的數(shù)值模擬[J]. 張磊,劉瑩. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2011(03)
[5]微通道中電滲流滑移現(xiàn)象的數(shù)值模擬[J]. 楊大勇,劉瑩. 潤滑與密封. 2010(05)
[6]微/納流控系統(tǒng)電滲流研究進(jìn)展[J]. 吳健康,龔磊,陳波,曹侃. 力學(xué)進(jìn)展. 2009(05)
[7]疏水表面微通道電滲流的數(shù)值模擬[J]. 楊大勇,劉瑩. 中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(02)
[8]焦耳熱效應(yīng)對(duì)毛細(xì)管電泳中樣品區(qū)帶傳輸?shù)挠绊慬J]. 曹軍,洪芳軍,鄭平. 化學(xué)工程. 2008(07)
[9]生物芯片微通道周期性電滲流特性[J]. 吳健康,王賢明. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]彎管電滲流場的數(shù)值模擬及研究[J]. 聶德明,林建忠,石興. 分析化學(xué). 2004(08)
本文編號(hào)：3120537
【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：112 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
牛頓流體粘性剪切力實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?Fig.2.1TheexperimentofviscousforcewithconsiderationofNewtonianfluid.
預(yù)備知識(shí)use layer). 雙電層的構(gòu)成如下圖 2.2 所示. 其中極性電力的吸引, 這些反向離子幾乎固定不動(dòng), 由極性), 其厚度約是一個(gè)典型離子的直徑. Stern 層外是由層中的離子因遠(yuǎn)離固體表面可以自由運(yùn)動(dòng), 這使得層內(nèi)離子密度分布服從 Boltzmann 分布.
圖 2.2 雙電層模型.Fig. 2.2 The model of electric double layer (EDL).面平行的方向上施加一個(gè)外電場, 雙電層中的過量反向離子(相反的方向發(fā)生遷移. 由于流體的粘性作用,自由移動(dòng)的離子定向運(yùn)動(dòng). 由雙電層內(nèi)的離子與外加電場之間靜電作用引起的(EOF), 其流動(dòng)機(jī)理如下圖所示.
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Transient electro-osmotic and pressure driven flows of two-layer fluids through a slit microchannel[J]. Jie Su,Yong-Jun Jian,Long Chang,Quan-Sheng Liu. Acta Mechanica Sinica. 2013(04)
[2]生物芯片中周期性電滲驅(qū)動(dòng)液體薄膜的流動(dòng)特性[J]. 唐文躍,胡國輝. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]坐標(biāo)變換法數(shù)值求解微通道行波電場電滲流[J]. 陳波,吳健康. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[4]微通道內(nèi)電場頻率對(duì)電滲流影響的數(shù)值模擬[J]. 張磊,劉瑩. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2011(03)
[5]微通道中電滲流滑移現(xiàn)象的數(shù)值模擬[J]. 楊大勇,劉瑩. 潤滑與密封. 2010(05)
[6]微/納流控系統(tǒng)電滲流研究進(jìn)展[J]. 吳健康,龔磊,陳波,曹侃. 力學(xué)進(jìn)展. 2009(05)
[7]疏水表面微通道電滲流的數(shù)值模擬[J]. 楊大勇,劉瑩. 中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(02)
[8]焦耳熱效應(yīng)對(duì)毛細(xì)管電泳中樣品區(qū)帶傳輸?shù)挠绊慬J]. 曹軍,洪芳軍,鄭平. 化學(xué)工程. 2008(07)
[9]生物芯片微通道周期性電滲流特性[J]. 吳健康,王賢明. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]彎管電滲流場的數(shù)值模擬及研究[J]. 聶德明,林建忠,石興. 分析化學(xué). 2004(08)
本文編號(hào)：3120537
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/lxlw/3120537.html
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