بررسی عددی تشکیل قطره در میکرو کانال جریان متمرکزشده به روش المان محدود و با استفاده از روش لولست

تحقیق حاضر یک حل عددی از جریان دوفازی تراکم ناپذیر با استفاده از نرمافزار کامسول است. هندسه موردمطالعه یک میکرو کانال از نوع جریان متمرکزشده است که در آن دو سیال انحلال ناپذیر از مرزهای ورودی تزریق میشوند. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر نسبت دبی و نسبت لزجت بین دو فاز بر رفتار فازها و تعیین اندازه و فاصله بین آنها و فرکانس تشکیل است. این میکرو کانالها دارای کاربردهایی مانند داروسازی و دارورسانی، تولید مواد آرایشی و بهداشتی، مواد غذایی و مهندسی پزشکی هستند. در این تحقیق برای ردیابی فصل مشترک بین فازها معادله لولست اضافه میشود. تاکنون تحقیقات کمی روی این هندسه انجام شده که بیشتر آنها ازمایشگاهی بوده و کمتر به مطالعه عددی روی رفتار آنها پرداخته شده است ضمن اینکه بررسی مشخصی بر روی فاصله قطرات و نیز توزیع فشار بین فازها انجام نشده است. در این تحیق به بررسی تاثیر پارامترهای موثر در مساله به طور همزمان با تمرکز بر اعداد بدون بعد معرفی شده پرداخته شد و از روش لولست در بررسی رفتار جریانهای دوفازی استفاده شد. نتایج نشان میدهند افزایش نسبت دبی یا عدد مویینگی باعث کاهش اندازه قطرات تولیدی و افزایش فرکانس تولید قطره شده و نیز فاصله بین آنها افزایش مییابد ولی در نسبت دبیهای ثابت، با افزایش نسبت لزجت فرکانس تولید کاهش مییابد. توزیع فشار بین دو فاز یک رفتار تناوبی داشته و در ورودی فازها ابتدا فاز سسته دارای فشار بیشتری نسبت به فاز پیوسته است ولی با رشد قطره این رفتار تغییر میکند.

Keywords:

جریان دوفازی , روش لولست , سیالات نیوتنی , میکرو کانال , جدایش قطره