پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1396
پدیدآورندگان:
سید یاسر حسینی صدیق [پدیدآور اصلی]، علی عباس نژاد[استاد راهنما]، محسن نظری[استاد مشاور]
چکیده: تولید قطره در دستگاه‏های میکروسیالی کاربردهای فراوانی در زیست‌شناسی، پزشکی و شیمی دارد. این کاربردهای گسترده، موجب تحقیقات آزمایشگاهی و عددی بی‌شماری در این زمینه شده است. به‌طورکلی در دستگاه‌های میکروسیالی سه رژیم عمده برای جدایش قطره مشاهده می‏شود که شامل رژیم فشردگی، رژیم چکه کردن و رژیم جتی می‏شود. در این مطالعه از روش لولست برای ردیابی موقعیت فصل مشترک بین دو فاز و شبیه‏سازی تشکیل و جدایش قطره در یک میکرو کانال از نوع جریان متمرکزشده که در آن دو سیال مخلوط نشدنی در جریان هستند استفاده شده است. اعداد بی‌بعد مهم در این مطالعه، عدد مویینگی (Ca)، نسبت لزجت و نسبت نرخ جریان ورودی دو فاز است. در دستگاه‏های میکروسیالی از نوع جریان متمرکزشده کمتر شاهد رژیم جتی بوده و تشکیل و جدایش قطره در این نوع از میکرو کانال‌ها بیشتر در رژیم چکه‏ای و رژیم فشردگی اتفاق می‏افتد. در این پژوهش رفتار سیالات نیوتنی و سیالات غیرنیوتنی از نوع نازک‏شونده برشی در فرآیند جدایش قطره مورد مطالعه قرار گرفتند. علاوه‏براین اثر عدد مویینگی و نسبت نرخ جریان، نسبت لزجت دو فاز، تغییر فاصله بین کانال تزریق میانی و لبه اریفیس، تغییرات اندازه اریفیس و شاخص توانی n در مدل غیرنیوتنی کاریو بر فرآیند جدایش قطره، اندازه قطره، فاصله بین قطرات، فرکانس تولید قطرات و نیز توزیع فشار بین فازها موردبررسی قرار گرفت. با مقایسه نتایج حاصل از این پژوهش با داده‏های آزمایشگاهی و عددی موجود، مشخص‌شده است که نتایج به‌دست‌آمده از دقت و صحت کافی برخوردار است. نتایج نشان می‏دهند با افزایش عدد مویینگی و نسبت نرخ جریان اندازه قطرات تشکیل‌شده کوچک‏تر می‏شود، البته در اعداد مویینگی و نسبت دبی بالای فاز پیوسته، تأثیر افزایش نسبت دبی و عدد مویینگی بر اندازه قطرات کم‏تر می‏شود. در اعداد مویینگی پایین تأثیر تغییر نسبت دبی بر روی اندازه قطرات بیشتر بوده ولی احتمال جدایش چندپخشی قطرات زیاد می‏شود. جدایش چندپخشی زمانی اتفاق می‏افتد که پس از جدایش قطره اصلی باریکه باقی‏مانده از فاز گسسته در اریفیس به عقب برنگشته و کمی در اریفیس به رشد خود ادامه می‏دهد تا قطرات ثانویه جدا ‏شوند. نتایج این پژوهش نشان می‏دهد که تغییر فاصله بین انتهای کانال تزریق میانی و اریفیس (Hf) بر اندازه قطرات بسیار بیشتر از تغییر اندازه اریفیس است. درصورتی‌که فاز گسسته غیرنیوتنی باشد در این صورت مقدار شاخص توانی (n) تأثیر بسیاری بر اندازه قطرات خواهد داشت. با کاهش مقدار شاخص توانی اندازه قطرات اصلی کوچک شده و در مقادیر کم شاخص توانی حالت چندپخشی با چندین قطره ثانویه کوچک ایجاد می‏شود. همچنین با کاهش شاخص توانی در نمودارهای توزیع فشار بین دو فاز به دلیل چندپخشی شدن تشکیل قطرات، تغییرات کوچکی در مرحله آخر جدایش قطره مشاهده می‏شود.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#میکروکانال جریان متمرکزشده #روش لولست #سیال غیرنیوتنی #جدایش قطره #عدد مویینگی #چندپخشی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)