مقاله انتشار سیالات محدود شده

انتشار سیالات محدود  شده در کانالهای با مقیاس نانو به طور وسیعی مورد بررسی قرار گرفته اند. در منافذ شکاف دار و استوانه ای در یک منفذ شکاف دار انتشار در جهت موازی جهات x و  y و نرمال جهت z نست به دیواره منفذ، مخصوصا در منافذ تنگ و باریک متفاوت است. این به این خاطر است که برعکس انتشار موازی با دیواره ی منفذ انتشاردر جهت نرمال نسبت به دیواره ی منفذ. ذاتا و در اصل گذراست. به عبارت دیگر در حد یا محدودیت زمان طولانی میزان پخش و انتشار در جهت نرمال نسبت به دیواره منفذ به خاطر حد یا محدودیت هندسی برابر با صفرا است. جهت پرهیز از به وجود آمدن این شکل انتشار و پخش در جهت z معمولا توسط یک جابه جایی میانگین مربعی(t)    مشخص می شود که می توان آن را طی مدت زمان کوتاهی محاسبه کرد. ما در این بخش در مورد نتایج انتشار یا پخش موازی با دیواره ی منفذ ( که توسط d11  یا dx و dy مشخص شده است.) و انتشار یا پخش نرمال نسبت به دیواره منفذ ( که توسط(t)   مشخص شده است) به طور جداگانه ای بحث خواهیم کرد. مقاله انتشار سیالات محدود شده در کانال های با مقیای نانو در قالب فایل ورد آماده برای ویرایش و پرینت میباشد.

مقدمه:

( ماگدا و همکارانش ۱۹۸۵) با استفاده از شبیه سازی های d تعادل، میزان انتشار را در منافذ شکاف دار دارای دیواره های منفذ هموار مورد بررسی قرار دادند. به شکل ۱۰٫۷ براساس پهنای منفذ واریانس میانگین انتشار منفذ موازی با منفذ d11 را نشان می دهد.

این طرح نشان می دهد که :

۱- حتی در مورد منفذ دارای کمترین پهنا (h=r) در جایی که سیالات خیلی محدود شده اند. اتم های سیال تحرک قابل توجه خود را حفظ می کنند.

۲- وقتی که پهنای کانال کم است (h=r) میانگین d11 در منفذ براساس پهنای کانال نوسان پیدا می کند و وقتی که پهنای کانال در ورای h=5 افزایش پیدا می کند. میانگین d11 به طور همواری به سمت مقدار حجم مجنبی افزایش پیدا می کند.

۳- در مورد یک پهنای کانال h=11/57  میانگین d11 تقریبا همانند نفوذ حجمی است.

بررسی ثانویه را می توان به میانگین واریانس چگالی براساس تغییر پهنال کانال نسبت داد. همانطور که در شکل ۱۰٫۷  نشان داده شده است. وقتی که پهنای کانال کم است h<4  میانگین چگالی براساس پهنای کانال نوسان پیدا می کند و وقتی که پهنای کانال تا دارای h=5 افزایش پیدا می کند. میانگین چگالی به طور همواری به سمت مقدار حجم مجانب کاهش پیدا می کند.در مقایسه با وابستگی درجه دوم مشاهده شده در حجم وابستگی میزان انتشار نسبت به چگالی ناحیه ی منفذ خیلی کمتر است (ضعیف تر) است (لوسکیو و ورلت ۱۹۷۰) این بدان معنی است که واریانش انتشار نسبت به چگالی یک وابستگی درجه دوم را پیگیری می کند چون پهنای منفذ افزایش پیدا می کند و ویژگی های سیال محدود شده نزدیک به ویژگی های حجم هستند. به هر حال وقتی که پهنای منفذ کم می شود ( کمتر از ۶۶) اثر لایه برداری غالب می شود و بر روی تغییرات یا واریانس انتشار اثر می گذارد. این منجر به وابستگی ضعیف تر میزان انتشار نسبت به چگالی منافذ تنگ می شود یک توضیح احتمالی آن شکل تقریبا منسجم ساختار بندی شده ی نمایه ی چگالی در منافذ محدود  است.جهت بررسی اثر سیال محلی چگالی انتشار موازی با منفذ d11 منفذ ((h=11/57  به ۵ قطعه ی موازی با فصل مشترک سیال- جامد تقسیم شده است و میزان انتشار d11 در درون هر قطعه ای محاسبه می شود.

شسکل ۱۰٫۸ نمایه ی چگالی و میزان انتشار هر قطعه رانشان می دهد. به وضوح حتی وقتی که واریانس عمده ای در چگالی سیال به وجود می آید. میزان انتشار هر قطعه ای در خطای آماری میزان انتشار قطعه های دیگر حفظ می شود. جهت درک جزئی تر این نتیجه یک تئوری تجربی متود میانگین چگالی محلی (lad3) جهت توصیف ضریب ترابرد (مثلا انتشار پذیری) یک سیال محدود شده در یک نانوکانال توسعه پیدا کرده است ( بیتسانیس و همکارانش ۱۹۸۸) .شکل ۱۰٫۷ همبستگی میانگین انتشار پذیری منفذ موازی با دیواره ی d11 براساس میانگین چگالی سیال. در اینجا h بیانگر پهنای منفذ است ( واحد کاهش یافته ) pavel pbulki بیانگر میانگین چگالی حجم منفذ اشغال شده تقسیم بر چگالی حجم است(اهدایی از اچ . تی دیویس)شکل ۱۰٫۸: میزان انتشار پذیری به عنوان یک تابعی از مسافت بین دیواره های منفذ در اینجا di بیانگر ضریب انتشار موازی با میانگین دیواره های منفذ بر روی قطعه ی ذام موازی با فصل مشترک است. پهنای منفذ برابر با ۵۷۵۷/۱۱ است. (اهدایی از اچ. تی دیویس)در تئوری ladm انتشار پذیری سیال در یک موقعیت r بستگی به میانگین چگالی موضعی r در سیال در عوض چگالی موضعی pr دارد.چگالی متوسط محلی در r برابر است با چگالی متوسط درون کره ای به مرکز و شعاع r.شکل شعاره ۱۰٫۹ نمودارهای چگالی و چگالی سیالات متوسط محلی در شکاف روزنه ای پهنای ۸  شکل شعاره ۱۰٫۹ نشانگر چگونگی توزیع چگالی متوسط محلی درشیاری است به طول ۸  واضح است که با وجود اینکه نوسانات در چگالی سیالی محلی قابل توجه است چگالی متوسط محلی به ندرت دچار نوسان است و مقدار نوسانات آن بسیار کم است. این نکته به طوری توضیح دهنده تغییرات اندک نفوذ در شکاف است (شکل شماره ۱۰٫۸) با وجود تغییرات قابل توجه چگالی سیالی محلی. با توجه به آنچه که در بالا بررسی کردیم می توان این نتیجه را گرفت که در نانو روزنه های محبوس شده و بسته شده نفوذ ممازی در یک مکان داده شده اساسا توسط چگالی متوسط درون روزنه مشخص می شود نه توسط چگالی محلی. برای بررسی کردن تاثیرات ساختار و نوع دیوار بر روی نفوذ (ضریب پخش) در موازات دیوار روزنه سومرز و دیوتیس با در نظر گرفتن دیوارهای دارای ساختار (ساختمان یافته ) و دیوارهای صاف و هموار محاسباتی را در مورد نفوذ( ضریب پخش) انجام دادند. شکل های شماره ۱۰٫۱۰ a,b چگونگی تغییرات نفوذ d با پهنای روزنه در دیوارهای صاف و دارای ساختمان نشان می دهد. به ترتیب نتایج بررسی بر روی دیوارهای دارای روزنه های صاف قسمت b به طور کیفی با نتایجی که توسط magda1985 ارائه کرده بود همخوانی دارد. نتایج بررسی های صورت گرفته بر روی دیوارهای دارای ساختار اختلافی جالب توجه با نتایج بررسی دیوارهای صاف نشان داد. به طور مثال با افزایش پهنای روزنه نفوذ (ضریب پخش در روزنه دارای ساختار )

شرایط مرزی در سطح تماس مایع سیالات- جامد:

در این بخش دوباره به سوال لغزش در سطوح برخورد جامد- مایع می پردازیم و تصویری عمیق ارائه می دهیم از کارهای آزمایشی و همچنین مولهای قابل درکی که از یافته هایمان نتیجه شده است سپس به ارائه ی مدلهای ریاضیاتی گوناگونی می پردازیم که حالت غیرلغزنده را تصحیح می کند.

سیالات
سیالات

 نتایج آزمایشی و محاسباتی:

اولین آزمایش برای بررسی درستی حالت مرزی غیرلغزنده در یک سطح جامد توسط coulomb برگزار شد که ادعا داشت که این آزمایش حتی در مقیاسهای میکروسکوگی نیز صحیح است.در حدود یک قرن بعد از آن helmholtz و vonpiotrowshi مداری پیدا کردند دال بر لغزش بین یک سطح جامد و مایع و پس ازآن boodman نتایج آنها را تصدیق کرد. Coaette  و دیگران از لوله هایی شیشه ای که درون آنها روغن مالیده شده بود استفاده کردند و نتیجه گرفتند که حالت مرزی غیر لغزشی درست است.شایان ذکر است که آزمایشهای wetham که منجر به رسمیت شناختن حالت غیر لغزشی شد روی سطح های هیدروفیلیک انجام شدند. Navier اولین شخصی بود که مدلی برای لغزش جزئی در دیوار برای مایعات ساخت قبل از قانون لغزشی maawell برای گازها مخصوصا قانون مرزی navier دردیوار عبارت است از ?  تفسیری از طول لغزش را می توان در طرح شکل ؟ مشاهده کرد برای روند جریان یک سوپر در یک دیوار صاف در اصل سرعت سیالات در فاصله پشت تقاطع سطوح جامد- مایع  به سمت صفر میل می کند. تصدیق قوانین لغزش مرزی تا اوایل قرن بیستم ادامه یافت با تمرکز بر روی روند جریان مویرگها دانشمندان traube ,whang  گزارشی حاکی بر افزایش عمده برابری نرخ روند جریان آب در مویرگی که حاو ی اولئیک اسید بود ارائه داد ند. هرچند که نتایج آزمایشات آنها را می توان همان لغزش مرزی یا به طور ساده افزایش مویرگی (capillary) ناشی از کشش  (سختی) سطح دانست. در آزمایشهای منتقل دیگری روی مویرگهای آغشبته به پارافین که در آنها آب جریان دارد roncereray  این که چطور روی تغییرات سختی سطح بر نرخ روند جریان تاثیر می گذارد را مورد بررسی قرار داد اما بر نتایجی متناقض با قانون لغزش رسید. اصولی ترین تحقیق بر روی این تاثیر توسط schnell صورت گرفت که از افرادی بود که از آب در مویرگهای شیشه ای از ۸۰۰ تا ۲۴۰ mm آغشته بر روی متیل کلورسیلین استفاده کرد تا آنها را هیدروفوبیک کند. او همچنین بدین موضوع دست یافت که حتی با افتی کوچک در فشار موجود در مویرگ نرخ روند جریان در موردهایی که آغشته شده بودند کاهش می یافت در حالی که در موردهایی که آغشته نشده بودند این گونه نبود اما در افتهای بالاتر در فشار کاملا موضوع برعکس بود.از طرفیدر سرعتهای بیشتر از آستانه حالت تلاطم آشفتگی تفاوت قابل توجهی در نرخ روند جریان به وجود نیامد. اما در کل آزمایشهای scheell در طول زمان صحت خود را حفظ کرده و هنوز هم به طور قانع کننده ای ثابت میکند لغزشهای مرزی (کراند دار) روی سطوح هیدروفوبیک اتفاق می افتد.

مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله انتشار سیالات محدود شده:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
5,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید
تعداد صفحه: 15
قالب: فایل word

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *