تحلیل جریان سیال در عبور از میکروپمپ دیفیوزری بدون دریچه و تعیین شرایط بهینة آن

در این مقاله جریان سیال در میکروپمپ دیفیوزری بدون دریچه بررسی شده و زاویه بهینه دیفیوزر ( نازل ) برای ماکزیمم دبی عبوری از پمپ بدست آمده است . محاسبات انجام شده بر اساس یافته های تامپسون و ترویان نشان دادند، در این میکروپمپ معادلات حاکم بر سیال، ناویراستوکس باقی می مانند و شرط عدم لغزش روی دیواره صادق است . با نوشتن معادلات ناویر استوکس در مختصات استوانه ای بطوریکه مبدأ مختصات محل برخورد دو ضلع واگرای دیفیوزر ( همگرای نازل ) بوده وتنها مؤلفة سرعت در جهت شعاعی موجود باشد، معادلات به شکلی ساده تر از مختصات کارتزین به صورت سه بعدی تبدیل گردیدند . پس از به کار بردن معادلة پیوستگی و ساده سازی معادلة ناویراستوکس در مختصات استوانه ای، معادلا ت با روشShooting method و قرار دادن سرعت سیال به صورت تابع نوسانی ( کوسینوسی ) در زمان حل شدند . همچنین در تحلیل جریان سیال میکروپمپ دیفیوزری بدون دریچه ، در پنج زاویة مختلف د یفیوزر ( نازل ) ، از روش حجم محدود با روش گسسته سازی Upwind مرتبه دوم ، کوپل فشار و سرعت Simple و نرم ا فزار استفاده شده است . زاویة بهینة دیفیوزر ( نازل ) برای ایجاد بیشترین دبی پمپ ، در یک فرکانس و دامنه پیزودیسک مساوی ، برای سیال آب ، در حدود ۴۴ درجه استخراج گردیده است . نتایج حاصل از محاسبات انجام شده در این تحقیق با نتایج تجربی در دسترس مقایسه شده و ت طابق بسیار نزدیکی را نشان می دهند . تفاوت عمدة ابزار میکروفلوئیدی با ابزار ماکرو در نسبت سطح به حجم آنها می باشد و باعث می شود که تأثیر ترمهای ویسکوز در معادلات ناویراستوکس ابزار میکروفلوئیدی بسیار زیاد باشد .

Keywords:

ابزار میکروفلوئیدی , میکروپمپ دیفیوزری بدون دریچه , shooting method , شرایط بهینه عملکرد