| بررسی هندسه میکرومیکسر غیرفعال با موانع مربعی، پیچ و ورودی T-شکل برای بهبود اختلاط سیالات |
| کد مقاله : 1102-ITME |
| نویسندگان |
|
فیروز ناصرامینی *1، فرهاد صادق مغانلو2، محمد حسین عادلی3 1دبیر آموزش و پرورش 2مدیر گروه مهندسی مکانیک دانشگاه محقق اردبیلی-اردبیل 3دانشجوی دکتری |
| چکیده مقاله |
| در این پژوهش، یک میکرومیکسر غیرفعال دوبعدی با هندسه‌ای مبتنی بر موانع مربعی و پیچ در مسیر جریان، به‌منظور بهبود کارایی اختلاط سیالات طراحی و تحلیل شده است. شبیه‌سازی عددی رفتار جریان و فرآیند اختلاط در بازه‌ای از اعداد رینولدز (1/0 تا 100) با استفاده از روش المان محدود و در بستر نرم‌افزار COMSOL Multiphysics انجام شده است. کانال مورد بررسی دارای طول و عرض کلی 1/2×1/2 میلی‌متر است. ساختار هندسی طراحی‌شده با ایجاد تغییرات پیوسته در سطح مقطع جریان و استفاده از موانع منظم مربعی، منجر به ایجاد گردابه‌های مؤثر و تغییر مسیر جریان گردیده و بدین ترتیب مکانیسم‌های انتقال توده‌ای را تقویت کرده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که با افزایش عدد رینولدز، شاخص اختلاط به‌طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد. در عدد رینولدز 100، شاخص اختلاط به بیش از 98٪ رسیده که نشان‌دهنده عملکرد بسیار مطلوب میکرومیکسر در شرایط جریان سریع است. همچنین، افت فشار در این شرایط معادل 93 کیلوپاسکال اندازه‌گیری شده که در محدوده قابل قبول برای کاربردهای میکروسیالی قرار دارد. این ویژگی‌ها، در کنار سادگی طراحی و امکان ساخت با روش‌های مرسوم میکروساخت، این میکرومیکسر را به گزینه‌ای کارآمد برای کاربردهای بیوشیمیایی، پزشکی و تشخیص سریع تبدیل کرده است. در نهایت، نتایج عددی با مطالعات مشابه در منابع معتبر مقایسه شده و هم‌خوانی مناسبی را نشان داده است که اعتبار مدل را تأیید می‌کند. |
| کلیدواژه ها |
| میکروسیال‌ها، میکرومیکسر، عد رینولدز، شاخص اختلاط |
| وضعیت: پذیرفته شده |