ارتقا کیفیت اختلاط در ریز مخلوط کن های غیر فعال با بهره گیری از جانمایی بهینه موانع با داده های فازی

ریز مخلوط کن هاها  در علم ریز سیال نقش بسیار پر رنگی را ایفا می کنند. این ابزار در شاخه های مختلفی همچون پزشکی، صنایع غذایی، هسته ای و صنایع شیمیایی کاربرد گسترده ای دارند. حصول کیفیت اختلاط بالا در این مخلوط کن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. دو روش کلی برای افزایش کیفیت اختلاط در ریز مخلوط کن هاها مطرح می شود: روش های فعال که با بهره گیری از فاکتورهای خارجی از قبیل میدان های الکتریکی و مغناطیسی در صدد افزایش کیفیت اختلاط برمی آیند و روش های غیرفعال که بدون صرف نیرو و انرژی خارجی و صرفا با استفاده از تغییرات ساختاری ریز مخلوط کن ها سبب ارتقا کیفیت اختلاط می گردند. روش های غیرفعال به دلیل هزینه جاری کم و عدم استفاده از قطعات متحرک طرفداران زیادی دارند. ایجاد موانع در مسیر حرکت سیال یکی از این روش هاست. در این مقاله ریز مخلوط کن های با هندسه مستطیلی در نظر گرفته شده است که با بهره گیری از موانع دایروی شکل سعی می گردد کیفیت اختلاط افزایش یابد. برای در نظر گرفتن این موانع پنج نقطه در نظر گرفته شده است که موانعی دایره ای با پنج قطر مختلف در این پنج مکان قرار می گیرند. شایان ذکر است مطالعه حاضر شامل مدل سازی عددی است و به سبب وجود عدم قطعیت در نتایج عددی به دست آمده، مدل سازی در فضای فازی می تواند نتایج مطلوب تری را بدست آورد. نوآوری کار، ارائه روشی برای جانمایی بهینه موانع با داده های فازی است که بر اساس آن بتوان آرایش موانع مختلف را در ریز مخلوط کن ها به صورتی به دست آورد که بالاترین کیفیت اختلاط حاصل گردد. نتایج نشان می دهد که المان با قطرهای ۲۰/۰، ۱۵/۰، ۲۵/۰، ۳۰/۰ و ۱۰/۰ میلی متر را در چینش چپ به راست (بالادست به پایین دست) در پنج موقعیت تعیین شده بایستی قرار گیرند. با این ترکیب کیفیت اختلاط نسبت به حالت پایه ۴۶۷ درصد افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

ریز مخلوط کن ها ، کیفیت اختلاط ، تخصیص بهینه فازی ، داده های فازی ، دینامیک سیالات محاسباتی