Bir mikrokanalda AC elektrik alanı etkisinde elektrohidrodinamik kararsızlık

Bu çalışmada, alternatif akımlı (AC) elektrik alana tabi tutulmuş, biri Newtonyen/Newtonyen, diğeri Newtonyen olmayan/Newtonyen olmak üzere iki farklı sıvı çifti kullanılarak iki karışmayan sıvı arasındaki elektrohidrodinamik kararsızlık incelenmiştir. Sıvı çiftleri, yan duvarlarında elektrotlar bulunan dikdörtgen bir mikrokanalın içine pompalanmıştır. Elektrotlardan alternatif akımlı elektrik alan, sinüsoidal ve kare dalgalar halinde uygulanmıştır. Newtonyen sıvılar olarak farklı viskozitelerde silikon yağları, etilen glikol ve %85 gliserol-su çözeltisi kullanılmıştır. Newtonyen olmayan sıvı için de %85 gliserol çözeltisi içerisinde 250 ppm ksantan gum çözülmüştür. İki karışmayan sıvı arasındaki arayüzey, düzgün formunu kaybederek duvara çarpmaktadır. Buna sebep olan gerilime, çarpma gerilimi denmektedir. Çarpma gerilimi, farklı kalınlık oranları, toplam debiler ve AC elektrik alan frekansları için incelenmiştir. Kararsızlıklar, çarpma voltajının yaklaşık olarak 200 Vpp üzeri uygulanırsa eğer, mikro damlacık oluşumu sağlayabilmektedir. Dağınık fazın sürekli faza olan kalınlık oranını arttırmak, iki sıvı çifti için de çarpma voltajını arttıran etkiye sahiptir. Toplam debiyi arttırmak da benzer şekilde çarpma voltajını arttıran etkiye sahiptir.Toplam debinin çarpma voltajına olan etkisi Newtonyen olmayan/Newtonyen sıvı çifti için Newtonyen/Newtonyen sıvı çiftine göre daha belirgindir. Uygulanan AC elektrik alanını etkisi ise sadece belirli bir frekansta görülmektedir. İşbu frekansı geçince çarpma voltajı birden artmakta ancak tekrar sabitlenmektedir. AC elektrik alanın fonksiyon tipi de kayda değer bir etkiye sahiptir. Sonuçlara göre kare fonksiyon uygulandığında elde edilen çarpma voltajı trendleri hem sinüsoidal olanlardan daha düşük hem de lineer bir trende sahiptir. Sinüsoidal fonksiyonda ise trend üstel özelliktedir. Damlacık içerisine parçacık hapsetme deneyleri de yapılmış ve bunun mümkün olduğu görülmüştür. Ancak kontrollü şekilde yapılabilmesi için hassasiyeti yüksek ekipmanlar gerekmektedir.