Experimental study on the electrohydrodynamic instability between two immiscible liquids flowing in a microchannel
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SERCAN ALTUNDEMİR
Danışman: ABDULLAH KEREM UĞUZ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmanın amacı birbirine karışamayan Newtonyen iki sıvı arasındaki elektrohidrodinamik dengesizliği deneysel olarak incelemektir. İki birbirine karışmayan sıvı laminar rejimde akarken; aralarında düz bir arayüzey oluşur. Eğer sisteme elektrik alan uygulanırsa, arayüzey biçimsizleşebilir, başka bir deyişle kararsız hale gelebilir. Elektrohidrodinamik dengesizlik olarak adlandırılan, arayüzeydeki bu kararsızlık mikro damlacık oluşturmak için kullanılır. Bu çalışmada, elektrotlu mikrokanal üretim yöntemleri tartışıldı. PMMA üzerine çift taraflı iletken bant ve iletken olmayan tek taraflı bantla; 350 μm derinliğinde, 1.1 mm genişliğinde, elektrot uzunluğu 10 mm'lik ve toplam uzunluğu 20 mm'lik bir mikrokanal üretildi. Farklı viskozitelerde silikon yağı ve etilen glikol şırınga pompası yardımıyla kanalın içine enjekte edildi ve 200 ile 1600 V aralığında bir DC elektrik alanı akış yönüne dik olarak uygulandı. Sıvı çifitinin toplam debi, viskozite oranı ve debilerinin oranı gibi parametrelerin, arayüzeyin dengesizleşmeye başladığı kritik voltaj üzerindeki etkisi incelendi. Sonra toplam debinin, arayüzeyin damlacık oluşturmak üzere bozulması için geçen zamanın üzerindeki etkisi analiz edildi. Son olarak, her parametrenin çeşitli voltajlardaki damlacık boyutu üzerine olan etkisi incelendi. Toplam debinin kritik voltaj üzerinde hiç bir etkisi yokken, silikon yağının etilen glikole göre olan viskozite veya debilerinin oranındaki artışın, arayüzey üzerinde kararlaştırıcı bir etkisi olduğu gözlemlendi. Başka bir deyişle, kararsızlık için daha yüksek bir voltaja ihtiyaç duyuldu. Bununla beraber, toplam debinin artışının, arayüzeyin duvara çarpma süresini kısalttığı ve damlacık boyutunu küçülttüğü gözlemlendi. Ayrıca, damlacık boyutları, uygulanan voltajdaki, viskozite oranındaki veya toplam debideki bir artma ile ya da debilerinin oranındaki bir azalma ile 0.1 µL'ye kadar küçülmektedir. Bu gözlemlere ek olarak, kritik elektrik sayısının ve damlacık boyutunun hesaplanması için iki tane ve kritik voltajdaki damlacık boyutunun hesaplanması için de bu iki modelin birleşmesi olan bir tane deneysel model kuruldu.