بررسی تجربی و عددی تولید قطره از محلول آلژینات سدیم در یک تراشه ریزسیالاتی قطره پایه

تولید کنترل شده قطره های میکرونی از محلول های پلیمری کاربرد وسیعی در مهندسی بافت، صنایع غذایی، دارویی و بهداشتی دارد. در کار حاضر با استفاده از یک تراشه ریزسیالاتی قطره پایه، نسبت بهتولید قطره های محلول آلژینات سدیم با غلظت ۲ درصد وزنی-حجمی اقدام شده است. اندازه قطره ها با تغییر دبی فازهای پیوسته و پراکنده کنترل شد و قطره های محلول آلژینات سدیم با درجه همسانی بالا واندازه های ۲۰۰ الی ۳۰۰ میکرون تولید شد. نتایج تجربی نشان داد که در یک نسبت دبی ثابت، اندازه بدون بعد قطره به صورت توانی با افزایش عدد موئینگی کاهش می یابد. علاوه بر این با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی نسبت به شبیه سازی تولید قطره در تراشه ریزسیالاتی اقدام شد. برای این منظور خواص فیزیکی مورد نیاز در شبیه سازی به صورت تجربی اندازه گیری شد و مشخص شد که محلول آلژینات سدیم دارای رفتار غیرنیوتنی است. گرانروی محلول آلژینات سدیم با مدل سیال کراس تطبیق داده شد و از رو حجم سیال برای مدلسازی جریان دو فازی استفاده شد. مقایسه نتایجتجربی و عددی نشان می دهد که رو عددی مورد استفاده می تواند فرایند تشکیل قطره را با دقت بسیار بالایی مدل کند.

Keywords:

آلژینات سدیم , تراشه ریزسیالاتی قطره پایه , جریان دو فازی , دینامیک سیالات محاسباتی , سیال غیرنیوتنی