بررسي عددي تشكيل جريان دو فاز گاز-مايع بر روي ديسك هاي ميكروفلوئيديك

كارشناسي ارشد

پيشرفت‌هاي اخير در زمينه ديسك‌هاي ميكروفلوئيدي حاكي از پتانسيل صنعتي شدن آن به‌عنوان ابزاري استاندارد براي تشخيص بيماري‌ها است. ديسك‌هاي ميكروفلوئيدي اين امكان را فراهم كرده‌اند كه در كوتاه‌ترين زمان نتايج آزمايش‌ها مشخص شوند. همچنين امكان انجام همزمان چند تست روي يك پلتفرم از ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد اين ابزارها است. در اين پژوهش به معرفي ديسك‌ها و انواع جريان در ميكروكانال پرداخته‌شده است. حركت مايع در ميكرو كانال‌ در حال چرخش متأثر از نيروهاي گريز از مركز، كوريوليس ، مويينگي و اويلر است. قدرت هر نيرو براي غلبه بر ساير نيرو ها عامل تشكيل صورت هاي مختلف جريان است. انواع مختلف رژيم هاي جريان چند فاز براي بهبود عملكرد سيالاتي و حرارتي سيستم ميكروفلوئيديك استفاده مي شوند. اخيرا تمايل به جريان هاي چند فازي در ميكروكانال ها با توجه به كاربرد فراوان آن ها در پزشكي، دارويي و... بسيار بالا رفته است. جريان منقطع به طور گسترده براي سنتز مواد، تجزيه و تحليل تك سلول استفاده شده اند. همچنين ايجاد جريان منقطع مي تواند به بهبود اختلاط كمك كند. اخيراً، رويكردي كم هزينه براي توليد جريان لايه اي و تيلور با استفاده از نيروي گريز از مركز استفاده شده است. در اين مطالعه، شبيه سازي عددي با استفاده از نرم افزار ANSYS Fluent براي مشخص كردن رژيم سيال در سيستم چند فاز و بررسي اثر سرعت دوراني ديسك بر تشكيل جريان انجام شده است. علاوه بر اين، هيدروديناميك جريان شامل افت فشار و گردابه ها بررسي شده است. نتيجه تحقيقات نشان داده است كه جريان منقطع در بازه سرعتي350 تا 800 دور بر دقيقه و جريان لايه اي در سرعت هاي بيشتر از 800 دور بر دقيقه ايجاد شده است. در اين بازه سرعت دوراني، عدد رينولدز فاز مايع از 4/57 تا 620 تغيير كرده است. علاوه بر اين نتايج شبيه سازي ضخامت در محدوده 300 ميكرومتري جريان لايه اي را براي سرعت دوراني 800 دور بر دقيقه منطبق بر نتايج تجربي موجود به درستي نشان داده است.

195630

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

دكتر مهدي نويدبخش