旋转微平行管道内两层流体的电渗流动

发布时间：2020-06-03 01:28

【摘要】：在旋转微平行管道内,本文研究了两不相容流体的电渗流问题.通过使用线性泊松玻尔兹曼(Poisson-Boltzmann)方程考虑了双电层(EDL)的电势分布.根据电荷密度分布和在旋转框架内的纳维斯托克斯(Navier-Stokes)方程,得到了流动速度的解析解.此外,在两层流体的界面处考虑了应力的平衡条件,其中应力包括切应力和Maxwell应力.由于微管道旋转的影响,在垂直于主流流动的方向上科氏(Coriolis)力会产生一个第二横向流动,并且沿着主流方向两层流体的速度剖面有一个减弱的流动趋势.结果表明,两层流体的速度剖面被许多无量纲参数影响,如两层流体的介电常数比ε、密度比ρ、粘度比μ、旋转角速度ω、界面zeta电势差Δφ~*、界面电荷密度跳Q、两层牛顿流体的厚度h_1~*,h_2~*和电动宽度K_1,K_2.我们发现,较小的μ和较大的ε,Δφ~*会导致下层流体(称为流体II)产生较大的速度剖面,但是对于上层流体(称为流体I)却有一个相反的趋势.Q的增加或是ρ的减小会导致流体I和流体II的速度剖面都增加.更进一步地,当h_1~*和h_2~*一样时,在界面处主流速度不依赖于界面zeta电势差Δφ~*,而受介电常数比ε和流体II的电动宽度K_2的影响.
【图文】：

原理图,双电层,原理图

第二章预备知识2.1 双电层情况下，水性溶液（电解质溶液）是电中性的.然而，当流体的电解质溶液（如硅，玻璃等）相接触时,壁面的化学成分与电解质溶液发生化学发应使.当溶液的 PH 值小于 3 时，壁面通常带负电荷,负电荷吸引溶液中的异性离导致正电荷聚集在壁面附近,形成stern layer.这时,表面电荷与stern层的离子量,从而形成一个电中性的微团,stern 层的特点是厚度大约为一个离子的er 相邻的是扩散层（diffuse layer）,扩散层中既有阴离子又有阳离子且满足 B一层中的离子受到外力时,可以自由移动从而形成动电理论现象.我们把 st来称为双电层，双电层的电势分布用 Poisson-Boltzman(P-B)方程描述.

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内蒙古大学硕士学位论文第三章旋转微平行管道内两层流体的电渗流动3.1 建立数学模型展示的是旋转微平行管道内两层牛顿流体电渗流的几何模型.流体之间，平行板间的距离为 h.平行板的长和宽记为 L 和 W,并且假行管道内充满着两不相容的导电溶液，即流体 I 和流体 II.由于两电们分别有不同的电势，φ1和φ2，和不同的速度，，1 v 和2 v .整个系系中，并且沿着 z 轴方向以角速度旋转(见图 3.1.1).两层流体的上平板分别位于 z=-h2和 z=h1.此外，这个 EOF 是由一个外加的 DE0.本文中*表示为无量纲的物理量.
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O357.3

【参考文献】