Electroforesis transitoria en suspensiones de partículas porosas cargadas
Autores: Chen, Wei Z.; Keh, Huan J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Electroforesis transitoria en suspensiones de partículas porosas cargadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Inicio
Movimiento electroforético
Suspensión
Partículas porosas
Campo eléctrico
Velocidad transitoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Se investiga el inicio del movimiento electroforético en una suspensión de partículas esféricas porosas y uniformemente cargadas dentro de una solución electrolítica arbitraria bajo un campo eléctrico aplicado repentinamente. Se resuelven las ecuaciones de Stokes/Brinkman no estacionarias, modificadas para incluir la fuerza eléctrica, para el campo de velocidad del fluido utilizando un modelo de celda unitaria que tiene en cuenta las interacciones entre partículas. Se deriva una expresión explícita para la velocidad electroforética transitoria de una partícula porosa en una celda unitaria en el dominio de la transformada de Laplace como función de los parámetros clave que rigen el sistema. La velocidad electroforética transitoria, cuando se normaliza por su contraparte en estado estacionario, aumenta monótonamente con el tiempo transcurrido y la relación entre el radio de la partícula y la longitud de Debye, manteniendo constantes otros parámetros. Generalmente, aumenta con la relación entre el radio de la partícula y la longitud de permeación y con la porosidad, mientras que disminuye monótonamente con un aumento en la relación de densidad entre la partícula y el fluido. Similar a su valor en estado estacionario, la movilidad electroforética transitoria de la suspensión es típicamente una función decreciente de la fracción de volumen de partículas. Sin embargo, bajo condiciones de corto tiempo transcurrido y gran relación de densidad, la movilidad transitoria puede mostrar un aumento inicial con la fracción de volumen de partículas.
Descripción
Se investiga el inicio del movimiento electroforético en una suspensión de partículas esféricas porosas y uniformemente cargadas dentro de una solución electrolítica arbitraria bajo un campo eléctrico aplicado repentinamente. Se resuelven las ecuaciones de Stokes/Brinkman no estacionarias, modificadas para incluir la fuerza eléctrica, para el campo de velocidad del fluido utilizando un modelo de celda unitaria que tiene en cuenta las interacciones entre partículas. Se deriva una expresión explícita para la velocidad electroforética transitoria de una partícula porosa en una celda unitaria en el dominio de la transformada de Laplace como función de los parámetros clave que rigen el sistema. La velocidad electroforética transitoria, cuando se normaliza por su contraparte en estado estacionario, aumenta monótonamente con el tiempo transcurrido y la relación entre el radio de la partícula y la longitud de Debye, manteniendo constantes otros parámetros. Generalmente, aumenta con la relación entre el radio de la partícula y la longitud de permeación y con la porosidad, mientras que disminuye monótonamente con un aumento en la relación de densidad entre la partícula y el fluido. Similar a su valor en estado estacionario, la movilidad electroforética transitoria de la suspensión es típicamente una función decreciente de la fracción de volumen de partículas. Sin embargo, bajo condiciones de corto tiempo transcurrido y gran relación de densidad, la movilidad transitoria puede mostrar un aumento inicial con la fracción de volumen de partículas.