An experimental study on the stability of the interface between immiscible liquids in a micro channel subject to an electric field
Bir mikro kanalda akmakta olan karışmayan sıvılar arasındaki arayüzeyin elektrik alan etkisindeki kararlılığının deneysel olarak incelenmesi
- Tez No: 371751
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH KEREM UĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Mikro kanallar endüstriyel ve laboratuar uygulamalarında pek çok avantaj sunmaktadır. Bu kanallar, az miktarda numune kullanımı, düşük maliyetli ve daha hızlı analiz imkanı sağlamaktadır. Mikro kanallardaki akış kanal boyutundan dolayı laminerdir Elektrohidrodinamik (EHD) kararsızlık, mikro kanallarda karışabilen sıvılar için etkili bir karışım elde etmek ve karışmayan sıvılar için mikro damlacıklar oluşturmak amacı ile kullanılabilir. Bu çalışmada, amaç dikdörtgen bir mikro kanalda akmakta olan iki karışmayan ve Newtonyen tipi sıvının arasında bulunan düz arayüzeyin elektrik alan etkisinde kararsız hale getirilmesidir. Mikro kanalların derinliği 0.2 mm, genişlikleri 1.0 ve 1.5 mm'dir. Sıvılar, bir şırınga pompası ile mikro kanal içine pompalanmakta ve bu sıvılar arasında oluşan düz arayüzeye DC elektrik alanı paralel veya dik olarak uygulanmaktadır. Deneylerde kullanılan sıvı çiftleri etilen glikol, farklı viskozitelerde silikon yağları, hint yağı ve zeytinyağından oluşmaktadır. Elektrohidrodinamik kararsızlık viskoziteler ve akış hızlarının oranları, mikro kanalın genişliği ve elektrik alanın yönü de dâhil olmak üzere pek çok değişken bakımından araştırılmıştır. Deneylerin sonuçları dik uygulanan elektrik alanın varlığında etilen glikolun viskozite ve akış hızının silikon yağının viskozite ve akış hızına oranlarındaki bir artışın, karışmayan sıvılar arasında oluşan arayüzeyin üzerinde kararlı hale getirici bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Ek olarak, sıvıların kendi akış hızlarının değil, akış hızlarının birbirine olan oranlarının arayüzeyin kararlılığı üzerinde bir etkiye sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca, mikro kanalın genişliğindeki değişimin arayüzeyin kararlılığına olan etkisinin araştırıldığı çalışmaların sonuçları göstermektedir ki kanalın genişliğindeki artış, sistemlerin kritik potansiyel farkında artışa yol açmaktadır. Deneylerde arayüzü kararsız hale getirmek için gerekli potansiyel fark aralığı 94 ve 1090 volt arasında bulunmaktadır. Son olarak, arayüzeye paralel olarak uygulanan elektrik alanının, deneylerde kullanılan sıvı çiftleri üzerinde kararsız hal yaratacak bir etkiye sahip olmadığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Micro channels offer many advantages for both industrial and laboratory applications. They provide the use of small amounts of sample, reduced cost and faster analysis. The flow regime is laminar in micro channels. Electrohydrodynamic (EHD) instability can be used in micro channels to obtain an efficient mixing for miscible liquids and to generate mono dispersed droplets for immiscible liquids. In this study, the purpose is to experimentally destabilize the flat interface between two immiscible and Newtonian liquids flowing in a rectangular micro channel in the presence of an electric field. The channels are of depth 0.2 mm and width 1.0 and 1.5 mm. The liquids are pumped into the micro channel with a syringe pump and a DC electric field is applied either parallel or normal to the flat interface formed between these immiscible liquids. The liquid pairs used in the experiments are a combination of ethylene glycol, silicone oils with different viscosities, castor oil, and olive oil. Electrohydrodynamic instability is investigated for several parameters including the ratios of viscosities and flow rates, the width of the micro channel and the direction of the electric field. The results of the experiments show that an increase in viscosity and flow rate ratios of silicone oil to ethylene glycol has a stabilizing effect in the presence of a normal electric field. In addition, it is found that only the ratio of the flow rates has an effect on the stability of the interface, not the individual flow rates of the liquids. Furthermore, an increase in the width of the channel results in an increase in the critical potential difference of the system. The range of voltages needed to destabilize the interface in the performed experiments are in between 94 and 1090 volts. Finally, it is shown that the parallel electric field does not have a destabilizing effect on the liquid pairs used in the study.
Benzer Tezler
- Friction properties of textures HDPE geomembranes
Pürüzlü HDPE geomembranların sürtünme özellikleri
SARAB KH. TAHA
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL GÜLER
- Kazık destekli rıhtımlar etrafında dalga kaynaklı oyulma
Wave-induced scour around pile supported quays
AHMET FERHAT BASTEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
- Peridinamik yaklaşım ile eş yönlü fiber takviyeli karma malzemelerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical behavior of unidirectional fiber-reinforced composites by using peridynamic approach
ENES OCAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
- Hydrodynamics and heat transfer in gas-driven liquid film flows
Başlık çevirisi yok
METE BUDAKLI
Doktora
İngilizce
2015
BiyoteknolojiTechnische Universität DarmstadtPROF. DR. PETER STEPHAN
DR. TATIANA GAMBARYAN-ROISMAN