بررسي عددي هيدروديناميك و انتقال جرم جريان مايع- مايع در ميكروكانال هاي داراي انقباض-انبساط

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

چكيده پژوهش هاي پيشين روي جريان مايع-مايع در ميكروكانال ها عمدتاً بررسي اثر پارامترهاي عملياتي بر فرايند مذكور را مورد بررسي قرار داده اند. از طرفي، با بررسي مطالعات محدود انجام شده روي پارامترهاي هندسي مي توان فهميد ايجاد انقباض-انبساط در ميكروكانال مي تواند منجر به تاثير غير قابل اغماض بر هيدروديناميك جريان مايع-مايع گردد. هر چند مطالعه اي بر تاثير چنين تغيير شكلي در ميكروكانال، بر انتقال جرم دو فازي انجام نگرفته است. در اين پژوهش، هيدروديناميك و انتقال جرم جريان مايع-مايع در ميكروكانال هايي با شكل انقباضي 12 انبساطي، به صورت عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين مطالعه، طول و عرض بخش هاي انبساطي تغيير داده شدكه در مجموع ميكرومتر متغيير 1200 تا 800 ميكرومتر و تغييرات عرض از 6000 تا 2000هندسه بررسي گرديد. طول هر بخش در يك ميكروكانال، در بازه ميلي ليتر بر ساعت براي دو فاز آلي ( محلول استيك اسيد در نرمال هگزان) و فاز آبي ( 25 و15 ،5 بوده اند. اين هندسه ها در سه دبي مختلف محلول سديم هيدروكسيد در آب) بررسي شدند. استيك اسيد از فاز آلي به فاز آبي منتقل شده و با سديم هيدروكسيد واكنش مي داد. مدل سازي عددي دو بعدي انجام شده و در هر شبيه سازي، سطح بين فازي مخصوص، ضريب كلي-حجمي انتقال جرم و ضريب كلي انتقال جرم ،5 مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتايج نشان مي دهد كه با ايجاد انقباض-انبساط در ميكروكانال، سطح بين فازي مخصوص به ترتيب در دبي هاي % كم شده است. اما با بررسي ضريب كلي انتقال جرم مشخص گرديد كه ايجاد 4/7% و 8/9 ،%10/4 ميلي ليتر بر ساعت به ميزان 25و15 انقباض-انبساط در ميكروكانال، سبب كاهش مقاومت هاي انتقال جرم شده و با وجود كاهش سطح بين فازي مخصوص، اين پارامتر در دبي- % بهبود داشته است. نتايج به طور كلي نشان مي دهد ايجاد 94/8% و 54/1 ،%125/1 ميلي ليتر بر ساعت به ترتيب به ميزان25و 15 ،5هاي انقباض-انبساط در ميكروكانال مي تواند به عنوان يك راهكار براي بهبود چشمگير انتقال جرم در اين تجهيزات در نظر گرفته شود تا در مواردي كه كاهش هر چه بيشتر در طول ميكروكانال ضروريست، به عنوان يك راهكار مورد استفاده قرار گيرد.

226211

پديده هاي انتقال

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان