Experimental study on droplet formation using a newtonian and a non-newtonian liquid flowing in a microchannel subject to an ac electric field

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: YİĞİT AĞANOĞLU

Danışman: ABDULLAH KEREM UĞUZ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amacı, bir mikrokanal içinde akan iki karışmayan sıvı arasındaki elektrohidrodinamik kararsızlığı ve damlacık oluşumunu deneysel olarak incelemektir. İki karışmayan sıvı bir mikrokanalın içine pompalandığında, akışın laminer rejiminden dolayı aralarında düz ve kararlı bir arayüzey meydana gelir. Harici bir elektrik alan, arayüzeye dik bir yönde uygulanırsa, arayüzey bozulabilir ve deforme olabilir. Bu fenomene elektrohidrodinamik (EHD) kararsızlık denir ve damlacıkların oluşumu ve manipülasyonu için kullanılabilir. Bu çalışmada üretilen damlacıkların hacmi 0.4 ila 1.5 μL aralığındadır. Bu çalışmada yapılan deneylerde, 10 veya 20 mm elektrot uzunluğunda 1.10 mm genişliğinde ve 0.36 veya 0.55 mm derinliğinde el yapımı mikrokanallar kullanılmıştır. İki Newtonyen sıvı arasındaki EHD kararsızlığın araştırılması için, dağılmış faz olarak 50 cSt kinematik viskoziteli silikon yağı ve sürekli faz olarak etilen glikol (EG) kullanılmıştır; uygulanan elektrik alan arayüzeye normaldir ve büyüklüğü 0.68 ila 2.18 kV aralığındadır. Newtonian bir sıvı ile Newtonian olmayan bir sıvı arasındaki arayüzeyin EHD kararsızlık analizi için, dağınık faz aynı tutulup sürekli faz bir ksantan sakızı / sulu gliserol çözeltisi ile değiştirilip; uygulanan gerilimler, 0.54 ila 2.73 kV aralığında kalmıştır. Son olarak, Newtonyen olmayan fazda silikon yağı damlacıklarının oluşumu ve damlacık büyüklüğünün kalınlık oranına ve uygulanan gerilime bağlılığı incelenmiştir. Damlacıkların oluşması için uygulanan gerilimler sistemin kritik geriliminin üstündedir ve 0.96 ila 3.53 kV arasındadır.