点面电极系统低频流体驱动机理

为了弥补传统交流电动力学理论在解释微流体反向流动方面的不足,开发了一种新型三维点面电极系统并进行微流体驱动实验,分析了低频条件下电化学、交流电热等因素对微流体驱动的影响.实验结果表明,点面电极系统中广频范围内(10～3×106Hz)的微流体流动方向均为由点电极流向面电极,这一现象与利用交流电渗理论预测的流体流动方向相反.实验验证了低频条件下电化学反应在流体流动中的重要作用.结果表明,电化学反应是点面电极系统中低频条件下微流体流动现象的主要因素.

点面电极系统高频流体驱动机理

为了研究交流电场作用下微流体高频驱动机理,以点面电极系统为基础,进行了高于驰豫频率范围的交流电动微流体驱动实验,发现了这一范围内的明显流体流动现象.指出电热效应是点面电极系统中产生高频微流体流动的主要因素,分析了电热效应对点面电极系统中电导率分布的影响.以点面电极系统中的电荷守恒方程、传导与扩散方程、Navier-Stokes方程以及热对流和传导方程为基础,对点面电极系统高频流体驱动过程进行耦合及数值仿真分析,给出了点面电极系统中电场、温度场以及速度场的分布曲线.分析了电压、频率等因素对于高频流体驱动速度的影响,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,点面电极系统中,交流电热效应导致的点面电极之间的电导率梯度与电场的综合作用,是该系统高频流体驱动的主要因素,机理分析与实验结果具有较好的一致性.