两层微流体系统中的电动流动及传热分析
发布时间：2021-04-06 02:02
近年来,随着微纳电子科技的发展,微米和纳米量级的小型装置越来越受到人们的关注,主要是由于它在微机电系统、生物与化学传感器、药物传输芯片、溶剂分离装置以及热控制系统等方面有诸多的应用.在微纳流体装置中,相比于传统的单层流体系统,两层或多层流体系统是指包含两种或多种不相容流体的流动控制装置,其在生物、医药、化学等多学科领域有广泛的应用.基于这种两层或多层流体系统,流动转换装置如T-型传感器?和H-型过滤器?等流体装置已经被设计并且广泛地应用于分析两层或多层流体系统中的流动和传热问题.不同的流体驱动机制下,流体的运动状态有很大差别,尤其是在分析微纳尺度装置中流体的流动和传热问题,此差别更为明显.基于这一现状,本文将围绕压力、电场及磁场混合驱动机制下,对微纳流体装置中两层流体系统的流动、传热以及能量转化等问题展开研究,探索电磁场作用下微流体的电动流动现象,深入了解电磁场、流场和温度场等多场耦合机理和规律,揭示外加垂向磁场对减小电渗流中焦耳热效应的影响机理;通过理论分析,给出两层流体系统相比于单层流体系统在降低焦耳热效应以及提高能量转化效率上的优势.具...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
牛顿流体粘性剪切力实验模型.Fig.2.1TheexperimentofviscousforcewithconsiderationofNewtonianfluid.
预备知识use layer). 双电层的构成如下图 2.2 所示. 其中极性电力的吸引, 这些反向离子几乎固定不动, 由极性), 其厚度约是一个典型离子的直径. Stern 层外是由层中的离子因远离固体表面可以自由运动, 这使得层内离子密度分布服从 Boltzmann 分布.
图 2.2 双电层模型.Fig. 2.2 The model of electric double layer (EDL).面平行的方向上施加一个外电场, 双电层中的过量反向离子(相反的方向发生迁移. 由于流体的粘性作用,自由移动的离子定向运动. 由双电层内的离子与外加电场之间静电作用引起的(EOF), 其流动机理如下图所示.
【参考文献】：
期刊论文
[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]生物芯片中周期性电渗驱动液体薄膜的流动特性[J]. 唐文跃,胡国辉. 力学学报. 2012(03)
[3]坐标变换法数值求解微通道行波电场电渗流[J]. 陈波,吴健康. 力学学报. 2012(02)
[4]微通道内电场频率对电渗流影响的数值模拟[J]. 张磊,刘莹. 机械设计与研究. 2011(03)
[5]微通道中电渗流滑移现象的数值模拟[J]. 杨大勇,刘莹. 润滑与密封. 2010(05)
[6]微/纳流控系统电渗流研究进展[J]. 吴健康,龚磊,陈波,曹侃. 力学进展. 2009(05)
[7]疏水表面微通道电渗流的数值模拟[J]. 杨大勇,刘莹. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(02)
[8]焦耳热效应对毛细管电泳中样品区带传输的影响[J]. 曹军,洪芳军,郑平. 化学工程. 2008(07)
[9]生物芯片微通道周期性电渗流特性[J]. 吴健康,王贤明. 力学学报. 2006(03)
[10]弯管电渗流场的数值模拟及研究[J]. 聂德明,林建忠,石兴. 分析化学. 2004(08)
本文编号：3120537
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
牛顿流体粘性剪切力实验模型.Fig.2.1TheexperimentofviscousforcewithconsiderationofNewtonianfluid.
预备知识use layer). 双电层的构成如下图 2.2 所示. 其中极性电力的吸引, 这些反向离子几乎固定不动, 由极性), 其厚度约是一个典型离子的直径. Stern 层外是由层中的离子因远离固体表面可以自由运动, 这使得层内离子密度分布服从 Boltzmann 分布.
图 2.2 双电层模型.Fig. 2.2 The model of electric double layer (EDL).面平行的方向上施加一个外电场, 双电层中的过量反向离子(相反的方向发生迁移. 由于流体的粘性作用,自由移动的离子定向运动. 由双电层内的离子与外加电场之间静电作用引起的(EOF), 其流动机理如下图所示.
【参考文献】：
期刊论文
[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]生物芯片中周期性电渗驱动液体薄膜的流动特性[J]. 唐文跃,胡国辉. 力学学报. 2012(03)
[3]坐标变换法数值求解微通道行波电场电渗流[J]. 陈波,吴健康. 力学学报. 2012(02)
[4]微通道内电场频率对电渗流影响的数值模拟[J]. 张磊,刘莹. 机械设计与研究. 2011(03)
[5]微通道中电渗流滑移现象的数值模拟[J]. 杨大勇,刘莹. 润滑与密封. 2010(05)
[6]微/纳流控系统电渗流研究进展[J]. 吴健康,龚磊,陈波,曹侃. 力学进展. 2009(05)
[7]疏水表面微通道电渗流的数值模拟[J]. 杨大勇,刘莹. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(02)
[8]焦耳热效应对毛细管电泳中样品区带传输的影响[J]. 曹军,洪芳军,郑平. 化学工程. 2008(07)
[9]生物芯片微通道周期性电渗流特性[J]. 吴健康,王贤明. 力学学报. 2006(03)
[10]弯管电渗流场的数值模拟及研究[J]. 聂德明,林建忠,石兴. 分析化学. 2004(08)
本文编号：3120537
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