بررسي انتقال حل شونده خنثي توسط جريان الكترواسمز در ميكروكانال متخلخل

كارشناسي ارشد

تجزيه‌‌و‌تحليل پديده‍‌هاي انتقال جرم در محيط‌هاي ريزساختار مانند ژل‌ها، بيوفيلم‌ها، محيط‌هاي متخلخل و ... از اهميت بالايي برخوردار است. از سوي ديگر در كاربردهاي مدرن، طراحي ماژول‌هاي فرآيندهاي جداسازي مانند فيلتراسيون، تبادل يون و ... به حالتي دست يافته‌اند كه انتقال جرم در ميكرو/ نانو كانال‌ها اتفاق مي‌افتد. جريان الكترواسمزي به طور گسترده اي براي كنترل جريان مايع و فرآيندهاي انتقال در دستگاه‌هاي با مقياس ميكرو استفاده مي‌شود. در اين پژوهش انتقال حل شونده خنثي تحت تأثير جريان الكترواسمز از ميان ميكروكانال باردار با ديواره متخلخل جهت اثربخشي بر كاهش گرفتگي ديواره ميكروكانال براي يافتن شرايط مناسب عملياتي با استفاده از روش عددي المان محدود توسط نرم‌افزار كامسول بررسي ‌شده است. اثر پارامترهاي مختلف ازجمله فاكتور پس‌زني، ضريب نفوذ حل شونده خنثي، غلظت حل شونده خنثي، ولتاژ ورودي، سرعت تراوش سيال از ديواره متخلخل و دانسيته بار سطحي ديواره ميكروكانال بر روي غلظت حل شونده خنثي و عدد شروود مورد ارزيابي قرار گرفت. پارامترهاي مورد بررسي زماني بر كاهش گرفتگي ديواره‌هاي ميكروكانال اثربخش هستند كه غلظت حل شونده خنثي در نزديكي ديواره ميكروكانال را كاهش و عدد شروود را افزايش دهند. مشاهده شد كه با كاهش فاكتور پس‌زني از 9/0 تا 5/0 و نسبت غلظت حل شونده خنثي به غلظت توده سيال (η_c) از 1 تا 5/0، غلظت حل شونده خنثي در نزديكي ديواره ميكروكانال به ترتيب حدود 42% و %34 كاهش مي‌يابد. با كاهش فاكتور پس‌زني از 9/0 تا 5/0 و ضريب نفوذ حل شونده خنثي از 〖"10" 〗^"9-" تا m^2⁄s 〖"10" 〗^"11-" ، عدد شروود به ترتيب حدود %80 و %45 افزايش مي‌يابد. با افزايش بزرگي دانسيته بار سطحي ديواره ميكروكانال از "001/0" تا C⁄m^2 "005/0" و سرعت تراوش سيال از ديواره متخلخل ميكروكانال از 〖"10" 〗^"6-" تا m⁄s 〖"10" 〗^"4-" ، عدد شروود به ترتيب حدود %120 و %28 افزايش مي‌يابد.

195972

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي/ فرايندهاي جداسازي

سيد نظام الدين اشرفي زاده، آرمان صادقي