本文主要研究内容
作者解智勇（2019）在《两层微流体系统中的电动流动及传热分析》一文中研究指出：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.具体问题包含以下三个方面:(1)两层流动系统中磁流体电渗流的流动及传热研究.我们首先研究了平行微管道间,两层磁流体电渗流的流动及传热问题.两层流动系统中的流体均为互不相容的牛顿流体并且流体的流动由压力、电渗力及电磁力混合驱动.基于线性的Debye-Hückel假设以及热完全发展的流动条件,我们得到了两层流体速度和温(2)度分布的解析表达式.结果显示,我们可以通过改变不同的流体物理参数比率,如介电常数比,粘性系数比等控制不同流体层的流动速度进而控制两层流体的流率.(3)具有非导电粘弹性流体层的两层流体的流动和传热研究.我们开展了两层拖拽流体系统中的流动和传热研究.底层流体为受外加磁场影响的电解质溶液,上层流体为不导电粘弹性Phan-Thien-Tanner(PTT)流体.在电场和磁场的共同作用下,由于界面剪切应力的作用,上层非导电PTT流体会被底层流体拖拽,从而发生定向移动.首先,我们得到了单向流动假设下底层和上层流体的解析速度表达式.底层流体速度分布呈现典型的M型速度剖面.上层流体流动可以看作是平板Couette流动或平板Couette-Poiseuille流动.基于获得的速度分布,我们进一步开展了两层流体拖拽系统的热传输特性和熵产分析.结果表明,磁场可以提高局部熵产率,而粘弹性物理参数可以抑制局部熵产率.通过控制电场、磁场强度和流体流变特性的比值,我们可以有效地控制流体的运动和传热特性.(4)为了深入研究纳米流体器件中电动能量转换问题,我们从理论上开展了纳米通道内两种不相容流体在纯压力驱动机制下流向势的相关研究.在界面电势差、界面电荷密度跳跃以及Debye-Hückel线性化假设的前提下,我们首先得到了两层微流体系统中的解析电势分布,进而推导了流向势场和流速场的解析表达式.在得到流向势的基础上,我们给出了两层流体系统中解析的电动能量转换效率,并讨论了相关物理参数对其的影响.理论结果表明,流向势可以作为评估电动能量转换效率的依据.流体粘性比和界面滑移长度可以提高电动能量转换效率,但是介电常数比和离子摩擦系数对电动能量转换效率有抑制作用.与传统的单层流体系统相比,我们可以通过选择合适的流动参数来提高两层流体系统中的电动能量转换效率.
Abstract
jin nian lai ,sui zhao wei na dian zi ke ji de fa zhan ,wei mi he na mi liang ji de xiao xing zhuang zhi yue lai yue shou dao ren men de guan zhu ,zhu yao shi you yu ta zai wei ji dian ji tong 、sheng wu yu hua xue chuan gan qi 、yao wu chuan shu xin pian 、rong ji fen li zhuang zhi yi ji re kong zhi ji tong deng fang mian you zhu duo de ying yong .zai wei na liu ti zhuang zhi zhong ,xiang bi yu chuan tong de chan ceng liu ti ji tong ,liang ceng huo duo ceng liu ti ji tong shi zhi bao han liang chong huo duo chong bu xiang rong liu ti de liu dong kong zhi zhuang zhi ,ji zai sheng wu 、yi yao 、hua xue deng duo xue ke ling yu you an fan de ying yong .ji yu zhe chong liang ceng huo duo ceng liu ti ji tong ,liu dong zhuai huan zhuang zhi ru T-xing chuan gan qi ~?he H-xing guo lv qi ~?deng liu ti zhuang zhi yi jing bei she ji bing ju an fan de ying yong yu fen xi liang ceng huo duo ceng liu ti ji tong zhong de liu dong he chuan re wen ti .bu tong de liu ti qu dong ji zhi xia ,liu ti de yun dong zhuang tai you hen da cha bie ,you ji shi zai fen xi wei na che du zhuang zhi zhong liu ti de liu dong he chuan re wen ti ,ci cha bie geng wei ming xian .ji yu zhe yi xian zhuang ,ben wen jiang wei rao ya li 、dian chang ji ci chang hun ge qu dong ji zhi xia ,dui wei na liu ti zhuang zhi zhong liang ceng liu ti ji tong de liu dong 、chuan re yi ji neng liang zhuai hua deng wen ti zhan kai yan jiu ,tan suo dian ci chang zuo yong xia wei liu ti de dian dong liu dong xian xiang ,shen ru le jie dian ci chang 、liu chang he wen du chang deng duo chang ou ge ji li he gui lv ,jie shi wai jia chui xiang ci chang dui jian xiao dian shen liu zhong jiao er re xiao ying de ying xiang ji li ;tong guo li lun fen xi ,gei chu liang ceng liu ti ji tong xiang bi yu chan ceng liu ti ji tong zai jiang di jiao er re xiao ying yi ji di gao neng liang zhuai hua xiao lv shang de you shi .ju ti wen ti bao han yi xia san ge fang mian :(1)liang ceng liu dong ji tong zhong ci liu ti dian shen liu de liu dong ji 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wei bu dao dian nian dan xing Phan-Thien-Tanner(PTT)liu ti .zai dian chang he ci chang de gong tong zuo yong xia ,you yu jie mian jian qie ying li de zuo yong ,shang ceng fei dao dian PTTliu ti hui bei de ceng liu ti tuo ye ,cong er fa sheng ding xiang yi dong .shou xian ,wo men de dao le chan xiang liu dong jia she xia de ceng he shang ceng liu ti de jie xi su du biao da shi .de ceng liu ti su du fen bu cheng xian dian xing de Mxing su du pou mian .shang ceng liu ti liu dong ke yi kan zuo shi ping ban Couetteliu dong huo ping ban Couette-Poiseuilleliu dong .ji yu huo de de su du fen bu ,wo men jin yi bu kai zhan le liang ceng liu ti tuo ye ji tong de re chuan shu te xing he shang chan fen xi .jie guo biao ming ,ci chang ke yi di gao ju bu shang chan lv ,er nian dan xing wu li can shu ke yi yi zhi ju bu shang chan lv .tong guo kong zhi dian chang 、ci chang jiang du he liu ti liu bian te xing de bi zhi ,wo men ke yi you xiao de kong zhi liu ti de yun dong he chuan re te xing .(4)wei le 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自内蒙古大学的解智勇，发表于刊物内蒙古大学2019-08-13论文，是一篇关于不相容流体论文,两层流体系统论文,电动流动论文,磁场论文,流向势论文,能量转化效率论文,内蒙古大学2019-08-13论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自内蒙古大学2019-08-13论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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