為了提高電滲泵中流體控制輸送技術(shù),研究了高zeta電勢下非牛頓流體在多孔聚合物膜中的電滲流動,提出了改善電滲泵性能的理論手段。假設(shè)多孔聚合物膜為直圓柱形孔陣列,利用冪律流體本構(gòu)模型和柯西動量方程推出圓柱型單孔內(nèi)的電滲流模型;假設(shè)多孔聚合物膜上的孔徑分布服從高斯分布,將多孔聚合物膜上的電滲流量視為流變指數(shù)、多孔膜幾何參數(shù)、電解質(zhì)濃度、外加電壓和zeta電勢等參數(shù)的函數(shù),計算了不同參數(shù)下的流量,預(yù)測了以非牛頓流體為工作介質(zhì)的電滲泵的性能。 

【文章來源】：廣東石油化工學(xué)院學(xué)報. 2020,30(03)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

多孔聚合物膜的中單個微孔結(jié)構(gòu)

2 結(jié)果與討論孔介質(zhì)內(nèi)冪律流體電滲流流量的相關(guān)參數(shù)取值如下:電解質(zhì)溶液離子濃度為n=NAc。kb = 1.38×23 J · (mol·K)-1,ρm = 1000 kg·m-3,m = 9×10-4 Nm-2sn,εr=80,ε0=8.85×10-12 C2·(J·m)-1,T = 293 K。微孔孔隙半徑的平均值Rm= 1.02 μm,微孔孔隙半徑的最小值和最大值分別為0.8 μm和1.2 μm。多孔薄膜的面積為 2.5 mm2。為了驗證多孔薄膜電滲流模型的準確性,現(xiàn)有模型為將式(9)得到的牛頓流體通過多孔聚合物膜的電滲流流量與文獻[6]給出的實測流量進行了對比(見圖2)，結(jié)果證明了本文模型的合理性。

孔介質(zhì)內(nèi)冪律流體電滲流流量的相關(guān)參數(shù)取值如下:電解質(zhì)溶液離子濃度為n=NAc。kb = 1.38×23 J · (mol·K)-1,ρm = 1000 kg·m-3,m = 9×10-4 Nm-2sn,εr=80,ε0=8.85×10-12 C2·(J·m)-1,T = 293 K。微孔孔隙半徑的平均值Rm= 1.02 μm,微孔孔隙半徑的最小值和最大值分別為0.8 μm和1.2 μm。多孔薄膜的面積為 2.5 mm2。為了驗證多孔薄膜電滲流模型的準確性,現(xiàn)有模型為將式(9)得到的牛頓流體通過多孔聚合物膜的電滲流流量與文獻[6]給出的實測流量進行了對比(見圖2)，結(jié)果證明了本文模型的合理性。施加在多孔聚合物膜上的電壓所產(chǎn)生的庫侖力是電滲泵應(yīng)用中的驅(qū)動力，圖3描述了不同流體總流量隨外加電壓的變化規(guī)律(c=0.01 mol/m3，ζ=0.1V,L=20μm，=0.05)。以電壓為10 V時的總流量對總流量進行無量綱化，冪律電滲流通過多孔聚合物膜的總流量隨外加電壓的增加而增加，該現(xiàn)象對剪切變薄流體更加明顯。對于剪切變厚流體，流速隨流變指數(shù)的增加速率小于剪切變薄流體。


本文編號：3305725