Šķidrumu robežvirsmas izsmērēšanās un gravitācijas ietekme uz magnētisko mikrokonvekciju

Abstract

Darbā pētīta aktīvā maisīšananās ar magnētisko mikrokonveciju (pirkstveida nestabilitāte) divu sajaukties spējīgu šķidrumu (ūdens un ūdens bāzes magnētiskā šķidruma) robežvirsmā mikrofluīdikas kanālā. Darbā apkopota informācija par dažādiem nestabilitāti regulējošiem parametriem. Izpētīta magnētiskā un gravitācijas lauka ietekme, stabilizējot nestabilitātes. Lai gan pētījums ir galvenokārt eksperimentāls, rezultāti tiek salīdzināti ar kolēģu veiktajiem teorētiskajiem aprēķiniem. Rezultāti liecina, ka šķidrumu sajaukšanos ierobežo sākotnēja robežvirsmas smērēšanās un gravitācija. Mikrofluīdikas kanāla forma un magnētiskā šķidruma īpašības ietekmē rezultātus. Ārējā magnētiskā lauka virziens ietekmē nestabilitātes pirkstu formu un maisīšanās efektivitāti.

In this study an active mixing with a magnetic micro-convection (a finger-like instability) of two miscible fluids water and magnetic fluid is investigated experimentally in microfluidics. The information about various parameters governing the instability is collected. The influence of magnetic and gravitational fields in the stabilization of the instability is investigated. The results are compared to theoretical predictions done by colleagues. The results show that the mixing is restricted by the amount of initial smearing and gravity. The shape of the micro-channel and properties of magnetic fluids affect the results. It is demonstrated that the direction of the external magnetic field affects the shape of the instability fingers and the effectiveness of the mixing.