بررسی عددی جریان دوفازی جامد-مایع در میکروکانال همگرا-واگرا با استفاده از رهیافت اویلری- اویلری

انتقال ذرات جامد توسط فاز مایع در میکروکانال ها مهمترین مساله در سیستم های میکروسیالی و نانوسیالی می باشد. میکروکانال های همگرا-واگرا در ساخت تجهیزاتی چون میکروشیرها، میکروسنسورها و میکروفیلترها بکار می روند. در این تحقیق شبیه سازی عددی سه بعدی بر مبنای رهیافت اویلری-اویلری بر روی جریان دو فازی مایع-جامد در یک میکروکانال همگرا-واگرا با ارتفاع ۲۰۰ میکرومتر انجام شده است. اندازه ذرات مورد استفاده ۲۰میکرومتر با چگالی ۰۵/۱ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می دهد بیشترین تجمع ذرات در نواحی نزدیک به دیواره ها قبل و بعد از نازل اتفاق افتاده است. در قسمت همگرای نازل با توجه به افزایش سرعت جریان، مقدار تراکم ذرات حتی نزدیک به دیواره ها نیز کاهش یافته است. همچنین، با افزایش عدد رینولدز میزان تجمع ذرات در محل ورودی گلوگاه افزایش و به حداکثر مقدار خود می رسد. در مقایسه با پژوهش های دیگران، در این تحقیق اثر همگرا-واگرا بودن کانال بر روی ته نشینی توده ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از کانال همگرا-واگرا می تواند از پدیده مخرب ته نشینی کانال جلوگیری کند.

کلیدواژه ها:

جریان دوفازی مایع-جامد ، میکروکانال همگرا-واگرا ، شبیه سازی عددی ، رهیافت اویلری-اویلری ، میدان سرعت ذرات ، ته نشینی