تحلیل عددی عملکرد سری دو ریزپمپ الکترواسموتیک

در بیشتر شبیه سازی های مربوط به ریزپمپ های الکترواسموتیک، میدان پتانسیل الکتریکی خارجی توسط دو الکترود که در سیال الکترولیت مغروق اند، اعمال می‌گردد. در این شبیه سازی ها، صفحه الکترودهای حامل جریان الکتریکی، در محلی عمود بر راستای اصلی جریان سیال درون ریزمجرا قرار می گیرند. این ساختار می‌تواند به عنوان مانعی بر سر راه عبور جریان تلقی شده و موجب دوری شبیه سازی ها از فیزیک واقعی مسئله گردد. برای غلبه بر این مشکل، در مقاله حاضر با پیروی از فیزیک واقعی که در آن از اتصالاتی موسوم به اتصالات t شکل استفاده می شود، امکان استقرار الکترودها در راستای دیواره و موازی با جریان اصلی سیال درون ریزمجرا فراهم می آید و در نتیجه حرکت جریان سیال درون ریزمجراها با دقت بیشتری شبیه سازی می گردد. چنین نحوه استقراری، علاوه بر رفع مشکل پیشین، امکان سری کردن پمپ های الکترواسموتیک و افزایش هد فشاری در طی چند مرحله را به راحتی فراهم می آورد. تمامی شبیه سازی ها، در یک هندسه دوبعدی بین دو صفحه موازی انجام گرفته و شرایط جریان نیز آرام، تراکم ناپذیر و دائم فرض شده است. برای حل معادلات حاکم بر میدان جریان سیال، میدان‌های الکتریکی داخلی و خارجی و توزیع غلظت یون‌های مثبت و منفی (ارنست – پلانک ) از روش حجم محدود استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج از حل تحلیلی یک جریان الکترواسموتیک ایده آل بین دو صفحه موازی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که این شکل از سری سازی پمپ های الکترو اسموتیک، در مقایسه با پمپ های کلاسیک مشابه، می تواند تا 80 درصد هد فشار خروجی را افزایش دهد.