نام پژوهشگر: آرش مراحل

مطالعه عددی میدان های سرعت و غلظت در یک میکرومیکسر منفعل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کردستان - دانشکده فنی و مهندسی 1389
  آرش مراحل   حمید فرنگیس زاده

در دهه های اخیر دستگاه های میکروسیالی مورد توجه بسیاری از علوم و صنایع مختلف قرار گرفته اند. بدلیل اینکه در ابعاد میکرو، عدد رینولدزکم و رژیم جریان آرام است، اختلاط با مکانیسم نفوذ مولکولی انجام می شود و این مکانیسم بسیار آهسته و زمان بر می باشد. برای غلبه بر این مشکل، دانشمندان روی به ساخت میکرومیکسرها آوردند. میکرومیکسرها دستگاه های بسیار کوچکی می باشند که برای اختلاط حداقل دو فاز استفاده می شوند. در میکرومیکسر نسبت سطح به حجم سیالات افزایش می یابد. این دستگاه های کوچک با افزایش لایه مشترک و اثر روی گرادیان غلظت بین سیالات موجب بهبود فرآیند اختلاط می شوند. در این پایان نامه یک میکرومیکسر منفعل و مسطح برای کار در رینولدزهای کم طراحی شده است. میکرومیکسر طراحی شده شامل دو واحد پیش اختلاط می باشد. هر واحد پیش اختلاط شامل یک میکرومیکسر y شکل با ورودی های 45 درجه و 4 مارپیچ (4×4 زانو) می باشد. واحدهای پیش اختلاط توسط کانال خروجی به یکدیگر متصل می شوند. برای بررسی کارایی میکرومیکسر مورد نظر، از دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده و شبیه سازی در رینولدزهای 10 تا 100 انجام می گردد. محاسبات نشان می دهد که رژیم جریان در رینولدزهای 10 تا 30 جریان مستقیم، در رینولدزهای 40 تا 70 جریان گردابی و در رینولدزهای 80، 90 و100 جریان پیچشی می باشد. محاسبات نیز نشان می دهد، در رژیم جریان مستقیم پس از هر مارپیچ بازده اختلاط به صورت چشمگیری افزایش می یابد ولی در دو رژیم جریان دیگر فقط دو مارپیچ اول تاثیر چشمگیری بر بازده اختلاط دارند. در این میکرومیکسر بیشترین و کمترین بازده اختلاط به ترتیب مربوط به رینولدزهای 60 با 9/99% و 80 با 1/82% می باشد