مدلسازی و بررسی تجربی عملکرد هندسههای مختلف میکروکانالهای عریض و باریک در به-دام اندازی ذرات | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| دوره 20، شماره 68، بهار 1401، صفحه 113-125 اصل مقاله (1.04 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مکانیک | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2021.24416.2140 | ||
| نویسندگان | ||
| هانیه حیدری1؛ سید علی حسینی* 2؛ سید عباس سادات سکاک3؛ علی رجب پور4 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران | ||
| 2گروه مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران | ||
| 3گروه مکانیک. دانشکده فنی. دانشگاه بین المللی امام خمینی | ||
| 4گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله به روشی ابداعی (شبه سه بعدی) موفق شدیم تاثیر همزمان نیروهای اینرسی و مگنوس را به منظور متمرکز سازی و به داماندازی ذرات در کانالهای مستقیم و عریض و باریک، شبیه سازی نماییم. همچنین هندسه های متفاوتی نسبت به کارهای پیشین برای استفاده در این نوع از ادوات بررسی شده است که پیش از این شبیه سازی نشده بود. شبیهسازیها در محیط نرم افزار کامسول که مبتنی بر روشهای المان محدود میباشد، صورت گرفته است و آزمایشها با استفاده از میکروکانالهای ساخته شده با روش لیتوگرافی و مادهی PDMS و عکسبرداری توسط میکروسکوپ نوری انجام شده است. استفاده از روش شبیهسازی شبه سه بعدی موجب شد زمان شبیهسازیها 88% کاهش یابد. نتایج نشان میدهد با افزایش قطر ذرات و عدد رینولدز جریان در میکروکانالها، ذرات سریعتر به تعادل میرسند و با تغییر نسبت ابعادی کانال، موقعیت تعادلی ذرات تغییر میکنند و الگوهای تعادلی مختلفی مشاهده میشود. در کانالهای عریض و باریک نیز افزایش قطر ذرات موجب افزایش بازدهی بدام اندازی کانال میشود. نتایج آزمایشگاهی نیز صحت نتایج شبیهسازی را مورد تایید قرار میدهد و ذرات 19 میکرونی در بخش عریض کانال بدام افتاده درحالیکه ذرات 10 میکرونی از آن خارج میشوند. اما افزایش دبی تنها تا رسیدن به بهینهی آن یعنی ml/min 35/0 موجب افزایش بازده میشود و پس از آن افزایش دبی تاثیر مثبتی بر بازده ندارد. همچنین با تغییر هندسهی بخش عریض از مستطیل به دایره، بازدهی به دام اندازی افزایش و به 0.86 رسید. | ||
| کلیدواژهها | ||
| میکروسیالات؛ جداسازی اینرسی؛ مگنوس؛ جریان ثانویه؛ لیفت هیدرودینامیکی؛ گردابه | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,036 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 615 |
||
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 722 |
| تعداد مقالات | 10,383 |
| تعداد مشاهده مقاله | 72,838,528 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 64,535,031 |