مطالعه عددي اثرات گرماي ژول بر جريان الكترواسمتيك درون يك ريزمجرا با سطح مقطع مثلثي

Numerical investigation of Joule heating effects on electroosmotic flow through a microchannel with triangular cross-section

در مقاله حاضر اثرات گرماي ژول بر جريان الكترواسمتيك درون يك ريزمجرا با سطح مقطع مثلثي شكل و ديواره دما ثابت به روش عددي بررسي شده است. معادله انرژي براي توزيع دما، معادله ناوير استوكس براي توزيع سرعت و يك معادله پواسون براي توزيع پتانسيل الكتريكي به روش حجم محدود در مختصات عمومي حل شده اند. در عين حال خواص ترموفيزيكي سيال نظير لزجت ديناميكي و رسانندگي الكتريكي تابع تغييرات دما در نظر گرفته شده است. نتايج نشان مي دهد كه افزايش عدد ژول موجب افزايش دما، سرعت و دبي در عدد اي-دي ال ثابت مي شود. در يك عدد ژول ثابت، افزايش عدد اي دي ال موجب افزايش دبي مي شود. با افزايش زاويه بين ساق ها و قاعده در يك عدد ژول معين، دماي ميانگين و سرعت ميانگين كاهش مي يابند.

In this paper, numerical investigation of Joule heating effects on the electroosmotic flow through a microchannel with the triangular cross section and constant wall temperature have been presented. The energy equation for the temperature distribution, Navier–Stokes equation for the velocity distribution and a Poisson equation for the electric potential distribution have been solved by using the finite-volume method in a system curvilinear coordinates. Thermophysical properties such as the dynamic viscosity and electric conductivity vary with temperature. The results show that by increasing the Joule number, the temperature, velocity and mass flow rate increase with constant EDL number. With constant Joule number, the increments of EDL number causes the mass flow rate to increase. Mean temperature and velocity reduced by increasing the angle between sides and base of the cross-section in the particular Joule number.