پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1399
پدیدآورندگان:
علی نامنی [پدیدآور اصلی]، محسن نظری[استاد راهنما]، محمد محسن شاه مردان[استاد راهنما]، مصطفی نظری[استاد مشاور]
چکیده: هرگاه ذرات مغناطیسی درون گرادیان میدان مغناطیسی قرار گیرند، متناسب با این گرادیانبه آن ها نیروی مغناطیسی وارد می شود. در تحقیق حاضر از این پدیده برای جمع آوری وجداسازی ذرات مغناطیسی استفاده شده است. برای ایجاد گرادیان مغناطیسی محلی درونمیکروکانال، این ایده به کار گرفته شده که درون میکروکانال، سیم های فرومغناطیسی قراردهیم. با قرار دادن سیم فرو مغناطیسی درون میکروکانال، میدان مغناطیسی یکنواخت درونمیکروکانال، که با استفاده از آهنربای دائمی تولید می شود، به یک میدان مغناطیسی غیریکنواخت تبدیل شده و در آن گرادیان بوجود می آوریم. موضوعی که این سیستم را متمایزمی کند ایده استفاده همزمان از دو سیم فرومغناطیس درون میکروکانال است که با این کارمی توان در دو مکان مجزا درون میکروکانال، گرادیان مغناطیسی نسبتا شدید ایجاد نمود. بااین طرح توانستیم دو مدل ذره مغناطیسی با اندازه متفاوت را همزمان از یکدیگر و از جریانسیال جداسازی و جمع آوری کنیم. این سیستم به صورت عددی در این تحقیق مورد بررسیقرار گرفته است. به منظور تحلیل عددی سیستم، ابتدا معادلات حاکم بر سیستم را مشخصکرده و سپس این معادلات را با توجه به شرایط مساله به کمک نرم افزار حل کرده ایم. برایسنجش صحت و دقتشبیه سازی، نتیجهشبه سازی یک مدل مشخص را با نتایج رابطه تحلیلیاستخراج شده برای همان حالت، مقایسه کرده که نتیجه نشان داده مدل سازی با دقت بالاییقابل قبول است. همچنین عدم وابستگی شبیه سازی به اندازه شبکه نیز بررسی شده و اندازهشبکه مناسب انتخاب شده است. برای مدل سازی ساده تر و حل سریعتر معادلات، فرض شدهاست که ذرات نسبت به ابعاد سیستم بسیار کوچک بوده و لذا از تاثیر ذرات بر میدان جریانسیال و میدان مغناطیسی چشم پوشی شده است. این فرض بین دو مدل مشابه بررسی شد ودرستی استفاده از این فرض تثبیت شد که مقدار خطا ۵ درصد بود. فرض دیگر نادیده گرفتننیروی برهمکنش مغناطیسی ذرات است که پس از بررسی، بیشترین فاصله ای که این نیروفعال می شود شعاع ١٠ میکرومتری ذرات بدست آمد. لذا با کاهش غلظت محلول و فاصلهگرفتن ذرات از یکدیگر این نیرو در تحلیل بی تاثیر می شود. دو مدل ذره ای که در این تحقیقاستفاده شده ذراتM-280 وM-450 می باشند که مغناطیسی بوده و مشخصات هر یک معلوممی باشد.پس از انجام شبی هسازی ها و بررسی حالات مختلف به این نتیجه رسیدیم که برایجمع آوری ذراتM-450 قطر سیم اول 0۵ میکرومتر و برای ذراتM-280 قطر سیم دوم 100میکرومتر، فاصله بین سیم ها بین ٨٠٠ تا ٩٠٠ میکرومتر، ورودی محلول حاوی ذرات فاصله٢٠٠ تا ٣٠٠ میکرومتری از مرکز کانال، میدان خارجی اعمالی درون کانال ۵,٠ تسلا باشد (که این میدان با قرار دادن آهنربایB222G-N52 در فاصله ٣٫١ میلی متری از مرکز میکروکانال بدست می آید) و همچنین سیال با سرعت متوسط ١١ میلیمتر بر ثانیه وارد کانال شود. بادر نظر گرفتن پارامترهای سیستم مطرح شده برابر با مقادیر مشخص شده، توانستیم ذراتM-280 وM-450 را با بازده ٩٧ درصد درون میکروکانال جمع آوری کنیم به طوری که ذرات بزرگتر،M-450 ، حول سیم اول و ذرات کوچکتر،M-280 ، حول سیم دوم جمع آوری شدند.در این سیستم، این مقادیر با هدف جمع آوری دو ذره خاص طراحی شده و پارامترهای آنبدست آمده است. با تغییر برخی از پارامترهای طراحی مانند قطر سیم ها و یا سرعت جریانسیال و یا شدت میدان مغناطیسی، می توان از این سیستم برای کاربردها و یا ذرات دیگر بامشخصات دیگر استفاده کرد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#میکروفلوئیدیک #میکروکانال #مگنتوفورسیس #جمع آوری میکروذرات
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: