بررسی میزان افزایش عملکرد دو ریزپمپ الکترواسموتیک با اتصال سری به روش حجم محدود

در ریزپمپ های الکترواسموتیک، جریان سیال با اعمال یک میدان الکتریکی خارجی که عموما توسط دو الکترود مستغرق در الکترولیت، اعمال می گردد، شکل می گیرد. استقرار این الکترودها بر سر راه جریان سیال، می تواند اثرات نامطلوبی بر عملکرد ریزپمپ داشته باشد. در مقاله حاضر، ریزپمپی پیشنهاد شده است که در آن، الکترودها، به دیواره ریزپمپ متصل شده تا در مسیر جریان سیال ایجاد ممانعت نکرده و سری سازی ریزپمپ ها را تسهیل نماید. در این ریزپمپ، میدان الکتریکی خارجی با قدرت بالا، با اعمال پتانسیل الکتریکی کمتر ایجاد می شود تا مشکل حباب زایی نیز مرتفع گردد. کارآیی این ریزپمپ با شبیه سازی عددی در یک هندسه دوبعدی بین دو صفحه موازی با شرایط جریان آرام، تراکم ناپذیر و دائم بررسی شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال، میدان های الکتریکی داخلی و خارجی و توزیع غلظت یون ها به روش حجم محدود حل شده است. نتایج نشان داد، در ریزپمپ پیشنهادی متشکل از m ریزپمپ سری شده، چنانچه طولکل ثابت بماند، فشار و دبی بیشینه نسبت به ریزپمپ کلاسیک نظیرش با مضربی از m افزایش می یابد؛ اما چنانچه سری سازی با افزایشطول کل همراه باشد، فشار تقریبا با مضرب m افزایش یافته، ولی دبی ثابت می ماند.

performance improvement of two electroosmotic micropumps in series connection using finite volume method

in electroosmotic micropumps, fluid flow is formed by applying an external electric field which is usually applied by two electrodes immersed in the electrolyte. placement of these electrodes on the fluid flow path have adverse effects on the performance of the micropump. in this paper, a micropump is proposed in which the electrodes are attached to the micropumps wall so as not to obstruct the fluid flow and facilitate the seriesization of micropumps. also a high external electric field is created by applying less electric potential to remove the bubbling problem. the efficiency of this micropump has been investigated by numerical simulation in a two-dimensional geometry with steady state, laminar and incompressible conditions. the governing equations of the fluid flow, internal and external electric fields and ion concentration distribution are solved by the finite volume method. the results showed that in the proposed micropump consisting of m series micropump, if the total length remains constant, the maximum pressure and flow rate will increase by a factor of m compared to its similar classic micropump. but if seriesization is accompanied by an increase in total length, the pressure increases by approximately a multiple of m, while the flow rate remains constant.