電流體力學

電流體力學（electrohydrodynamics）研究電場作用下液體電介質中的流體力學問題，或看成是研究運動介質中的電動力學問題的學科。流體力學和電動力學之間的交叉學科。

基本介紹

• 中文名：電流體力學
• 外文名：electrohydrodynamics

簡史

19世紀末就已經觀測到電場對單極性荷電氣體的運動有直接影響，發現了電場作用下液體電介質中的離子拖曳現象及靜電霧化現象。瑞利研究了電場力作用下導電液體球的破碎，提出了著名的瑞利極限。

20世紀中葉，電流體力學開始了系統的研究。代表性的工作是1968年梅爾徹和G.I.泰勒研究了處在直流電場和交流電場中的液體薄層及液滴內部的對流現象，總結出漏電介質模型。即具有低電導率的介質既不同於導體也不同於絕緣體，電場作用下界面上存在切向電場力。

其後，在電流體力學穩定性的研究方面不斷取得進展，20世紀90年代，納米技術、微機電系統、生物技術的迅猛發展，促使電流體力學研究在質譜儀檢測、微流動、納米材料製備等多種領域取得了重要成果，成為工業部門關注的熱點，不斷顯示出電流體力學巨大的潛在價值。

研究內容

電流體力學的主要研究內容有：電流體力學過程的數學描述、電介質中導電性能研究、電流體力學的穩定性分析以及電流體力學中的兩相流動研究等。

套用

套用有如下幾個方面：

電流體泵

通過電場力對流體介質的電荷作用，並驅動液體流動的泵。這種泵的最大優點是沒有運動部件，並且製造方便，結構簡單。電流體泵在微機電系統，藥物輸送及微冷卻系統研究中得到重視。

電流體在微重力領城的套用

當軸向電場力作用在液體圓住上時，它能使液柱穩定性增強，延遲液柱失穩。微重力條件下進行的液橋實臉證明，施加軸向電場能夠顯著的提高液橋的穩定性，延緩液橋的破碎。

靜電霧化

靜電霧化技術是電流體力學的一個重要分支。電霧化是靜電庫侖力克服液體表面張力，導致液體破碎成細小霧滴的一個過程。電霧化技術具有很多優越的特性，由於霧化後液滴帶電，庫侖斥力阻止了液滴的團聚，使其更易穿透周圍的氣體介質，同時帶電液滴的軌跡理論上是由電場決定的，可施加不同的電場來控制液滴的軌跡。而靜電霧化最具吸引力的特點是參數調節方便，可產生各種不同尺度（1微米至1厘米）的、單分散的液滴。