调制表面电荷和调制滑移的边界条件下平行微管道中磁流体电渗流

发布时间：2021-01-12 09:35

　　本文研究了在调制的zeta势和调制的滑移边界条件下牛顿流体的磁流体电渗流在平行板微管道中的速度场和流场.流动的驱动机制源于外部强加的电场E_x产生的电场力和电场E_y与磁场B_z所产生的洛伦兹力.假设壁面电势和滑移长度都是轴向坐标x的周期函数,利用叠加原理、分离变量法和小扰动展开法可以求得流函数的解析解.通过这个解析解绘出了流线图,并讨论了流场中由于壁面势和水动力滑移而产生的旋涡构型.基于流函数,可得到速度场和体积流率,它们很大程度上依赖于一些无量纲参数,如滑移长度l_s,电动的宽度λ,滑移长度的振幅δ、调制电势的振幅m和哈特曼数Ha.本文还详细讨论了速度和流量随着这些无量纲参数变化而变化的趋势.这些理论结果也许为实际中微流体的操控和应用提供指导。 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

【文章页数】：31 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1双电层示意图

内蒙古大学硕士学位论文5塞形的流速剖面,且流速不受中心轴方向的影响在其方向是均匀流动的.这种在电场力的作用下,溶液中过剩的正离子携带其周围的流体微团一起运动的现象,被称为电渗流.在电渗流基础上再加一对垂直电场和磁场使溶液中离子同时受洛伦兹力和电场力驱动则称为磁流体电渗流.图2.2电渗流示意图Fig.2.2SchematicofEOF2.3滑移长微流体管道特征尺度的减小会导致面力远远大于体力,这就使得微流体力学表现出许多不同于宏观尺度流体流动的新特性,如滑移效应、微尺度效应、表面力及毛细效应等.考虑滑移效应时就涉及到了滑移长,无滑移意味滑移长为0那么着板上的流体速度为0;考虑有滑移边界时(以平行板为例),对于剖面AB的速度变化如图2.3所示,滑移长ls被定义为C点到板面的距离,其中C为D点切线与BA延长线的交点,D是速度分布曲线与板面的交点.因此滑移长的值越大板面速度就会越大那么剖面速度也会增大.图2.3滑移长示意图Fig.2.3Schematicofsliplength

内蒙古大学硕士学位论文5塞形的流速剖面,且流速不受中心轴方向的影响在其方向是均匀流动的.这种在电场力的作用下,溶液中过剩的正离子携带其周围的流体微团一起运动的现象,被称为电渗流.在电渗流基础上再加一对垂直电场和磁场使溶液中离子同时受洛伦兹力和电场力驱动则称为磁流体电渗流.图2.2电渗流示意图Fig.2.2SchematicofEOF2.3滑移长微流体管道特征尺度的减小会导致面力远远大于体力,这就使得微流体力学表现出许多不同于宏观尺度流体流动的新特性,如滑移效应、微尺度效应、表面力及毛细效应等.考虑滑移效应时就涉及到了滑移长,无滑移意味滑移长为0那么着板上的流体速度为0;考虑有滑移边界时(以平行板为例),对于剖面AB的速度变化如图2.3所示,滑移长ls被定义为C点到板面的距离,其中C为D点切线与BA延长线的交点,D是速度分布曲线与板面的交点.因此滑移长的值越大板面速度就会越大那么剖面速度也会增大.图2.3滑移长示意图Fig.2.3Schematicofsliplength


本文编号：2972613