T 39

Estimation of Bubble Dynamics Formed by Symmetrical Junctions in Two Phase Flow Within a Microchannel

كارشناسي ارشد

مكانيك گرايش تبديل انرژي

پيام نور رشت

1400/06/08

63ص.

درجه ارزشيابي:خوب

سعيد اسدي

bubble dynamics , symmetrical junctions , two phase flow , microchannel

اسدي،سعيد،راهنما

در سال¬هاي اخير نياز به صرفه‌جويي در مصرف مواد اوليه و منابع موجود،‌‌‌‌ سبب شده تا استفاده از سيستم‌هايي با ابعاد بسيار كوچك در حد ميكرو و يا نانو، از اهميت زيادي برخوردار شود؛ كه همين امر سبب گرديده تا مطالعات و تحقيق در زمينه فناوري‌هاي نوين ميكرو افزايش يافته و باعث كشف بسياري از قابليت‌ها و ويژگي‌هاي خاص اين مواد شود. سيستم‌هاي ميكرو كه متشكل از ميكروكانال‌هايي با ابعاد مختلف هستند، تشكيل دهنده علم ميكروسيالي مي‌باشند كه با ظهور خود سبب ايجاد تحولات عظيمي در علوم مختلف از جمله مكانيك، هوافضا، شيمي، الكترونيك، پزشكي و غيره شده‌اند. بطور كلي سيستم‌هاي ميكروسيالي با توجه به اهداف بهره‌برداري از آنها، از ميكروكانالهايي با ابعاد و هندسه‌هاي مختلف تشكيل مي‌شوند كه با جريان سيال در آنها، تجهيزات مختلفي مانند ميكروپمپ‌ها، ميكرومبدل‌ها و دستگاه‌هاي آناليز سلولي و غيره ساخته مي‌شود. البته در كنار هندسه و ابعاد اين سيستم‌ها كه اهميت زيادي در عملكرد آنها دارد؛ نوع سيال به كار رفته نيز از پارامترهاي مهم در اين سيستم‌ها مي‌باشد و در شرايطي كه بصورت دو يا چند سيال حل نشدني باشند؛ سبب ايجاد جريان دوفازي مي‌گردند كه با توجه به نوع سيالات مي‌توانند جامد-مايع ،مايع-گاز، مايع- مايع و ... باشند كه در جريان‌هاي مايع-گاز، زمانيكه گاز وارد مايع مي‌گردد، حباب‌هايي تشكيل مي‌شوند كه بدليل كشف جزئيات بيشتري در اين زمينه، مطالعات و شبيه‌سازي‌هاي زيادي در ساليان اخير صورت گرفته است. به همين دليل و در راستاي شناخت بيشتر سيستم‌هاي ميكروسيالي دوفازي، در اين تحقيق كه توسط نرم‌افزار انسيس فلوئنت 19.1 شبيه‌سازي شده، روش VOF بكار برده شده است؛ كه با هدف بررسي تاثير ورودي‌هاي مختلف ميكروكانال در نوع حباب‌هاي ايجاد شده هوا در آب، پنج نوع هندسه ورودي متفاوت با زاويه‌هاي 30،‌60،‌90، 120 و 180 درجه، براي كپيلاري‌هاي متفاوت در محدوده 000833/0 تا 006944/0 شبيه‌سازي شده‌اند كه با بررسي مقادير افت فشار و طول حباب‌هاي تشكيل شده، مشاهده مي‌گردد كه بطور كلي هم با افزايش عدد كپيلاري و هم زاويه بين دو ورودي ميكروكانال، افت فشار افزايش مي¬يابد. همچنين پس از بررسي تاثير پارامترهاي موثر بر طول حباب ايجاد شده مشخص شد كه با افزايش سرعت گاز و همچنين عدد كپيلاري، طول حباب افزايش مي¬يابد؛‌ اما با افزايش زاويه بين دو ورودي، حباب كوچكتر مي¬شود. از نتايج عددي و نمودارهاي حاصل از اين تحقيق كه بصورت كامل نشان داده شده است، مي‌توان در راستاي افزايش بازدهي سيستم‌هاي ميكروسيالي دوفازي و طراحي سيستم‌هايي بهينه بهره برد.

1401/05/10

منتخبي

67098