راندمان اختلاط مغناطیسی در جریان الکترواسموتیک؛ بررسی عددی اثر موقعیت مکانی میدان مغناطیسی

Abstract

در این مقاله، راندمان اختلاط در جریان الکترواسموتیک در حضور یک میدان مغناطیسی با موقعیت‌های مختلف مکانی به‌صورت عددی مطالعه شده است. امروزه افزایش راندمان اختلاط در جریان‌های الکترواسموتیک کاربردهای فراوانی در صنایع شیمیایی و پزشکی داشته است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دائم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مسأله، شامل معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال، معادلات میدان‌های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون‌های مثبت و منفی (ارنست-پلانک)، معادله میدان مغناطیسی و معادله‌ی غلظت گونه‌ها به روش عددی حجم محدود حل شده است. به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، یک جریان ایده‌آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره‌ها باردار می‌باشد، شبیه‌سازی گردیده است و نتایج آن با نتایج تحلیلی موجود مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که در حضور میدان مغناطیسی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت عدم حضور میدان مغناطیسی افزایش می‌یابد، به طوری که این افزایش راندمان اختلاط برای ریزمجرای نوع اول 3/93 درصد و در دو نوع دیگر 90 درصد می‌باشد.