Bir mikro kanalda akmakta olan karışmayan sıvılar arasındaki arayüzeyin elektrik alan etkisindeki kararlılığının deneysel olarak incelenmesi

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.