Modellierung und Validierung der elektrokinetischen Strömungs- und Transportprozesse in einem modularen Mikrokanal:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2012
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| Schriftenreihe: | Berichte aus der Verfahrenstechnik
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| Beschreibung: | 98 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 GRUNDLAGEN 3
2.1 THEORIE DER ELEKTRISCHEN DOPPELSCHICHT 5
2.1.1 DIE DEBYE-HIICKEL-APPROXIMATION 7
2.1.2 ANALYTISCHE BESCHREIBUNG DER E D L 8
2.1.3 EXAKTE NUMERISCHE BESCHREIBUNG DER E D L 9
2.2 GLEICHGEWICHT A N DER PHASENGRENZE ZWISCHEN ELEKTRODE U N D
ELEKTROLYT . . . 9
2.3 ELEKTROKINETISCHE EFFEKTE 11
2.3.1 ELEKTROOSMOSE 12
2.3.2 ELEKTROPHORESE 13
2.4 VERMISCHUNG IN MIKROKANAELEN 14
2.4.1 ENTWICKLUNG ELEKTROKINETISCHER MIKROMISCHER 15
2.4.2 QUALITAET DER VERMISCHUNG 18
2.5 ELEKTROCHEMIE 18
2.5.1 MIKROELEKTRODEN 19
2.5.2 ELEKTRODENREAKTIONEN . 2 0
2.5.3 ENTWICKLUNG U N D FREISETZUNG GASFOERMIGER REAKTIONSPRODUKTE . . .
. 23
3 MODELLBILDUNG 2 7
3.1 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DES ELEKTRISCHEN FELDES 27
3.1.1 ELEKTROSTATISCH 28
3.1.2 ELEKTRODYNAMISCH 28
3.2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER STROEMUNG 29
3.3 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DES STOFFTRANSPORTES 30
3.3.1 NERNST-PLANCK-GLEICHUNG 30
3.3.2 LADUNGSTRANSPORT 31
3.4 MODELLIERUNG DER ELEKTRODENREAKTIONEN 32
3.5 GEOMETRIE 35
3.6 ANFANGS- U N D RANDBEDINGUNGEN 36
3.7 ENTDIMENSIONIERUNG 40
3.8 NUMERISCHE METHODEN 4 3
3.9 RECHENGITTER 44
3.10 BERECHNUNGSALGORITHMUS 45
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IMAGE 2
II ; INHALTSVERZEICHNIS
4 ANALYSE DER ELEKTRISCHEN DOPPELSCHICHT 4 7
4.1 BERECHNUNG DES POTENTIALFELDS 4 7
4.1.1 DAS RUHENDE FLUID ALS DIELEKTRIKUM 48
4.1.2 DAS FLUID ALS ELEKTRISCHER LEITER 51
4.2 BERECHNUNG DER ELEKTROOSMOTISCHEN STROEMUNG 52
5 INTERNE ELEKTRODEN IN EINEN MODULAREN MIKROKANAL 55
5.1 ELEKTROKINETIK IN ELEKTRODENNAEHE 55
*5.2 POSITIONIERUNG 59
*5.2.1 DAS ELEKTRISCHE FELD 59
*5.2.2 DIE STROEMUNG 60
5.2.3 DIE VERMISCHUNG 62
5.2.4 UBERLAGERUNG EINER DRUCKGETRIEBENEN STROEMUNG 65
5.3 EINFLUSS DER FELDSTAERKE 66
5.4 MODULE M I T SECHS ELEKTRODEN 67
5.5 EINFLUSS DER ELEKTRODENREAKTIONEN 69
5.5.1 KONZENTRATIONSAENDERUNGEN 71
5.5.2 GASFREISETZUNG 72
5.6 DREIDIMENSIONALE EFFEKTE 7 3
6 STABILITAET UND GENAUIGKEIT DER SIMULATIONEN 75
6.1 DISKRETISIERUNGSFEHLER 75
6.1.1 GENAUIGKEIT DES RECHENGITTERS 76
6.2 ABBRUCHFEHLER 77
6.2.1 DIE C O U R A N T - Z A H L 77
6.3 WEITERE FEHLERQUELLEN 78
6.3.1 MODELLFEHLER 78
6-3.2 R,UNDUNGSFEHLER 78
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 7 9
A LITERATURVERZEICHNIS 8 2
B SYMBOLVERZEICHNIS 8 9
C LEBENSLAUF 9 3
D VERWEISE 9 7
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