مطالعه عددی روش های بهبود دهنده رفتار هیدرولیکی جریان در میکروکانال ها

افزایش افت فشار جریان در میکروکانال ها یکی از مهم ترین دغدغه های حوزه سیالات می باشد. از آن جا که اهمیت دستگاه های میکرو و نانو در جهان روز به روز افزایش می باشد، تلاش برای کاهش این افت فشار امری ضروری است. یکی از راه های پیشنهاد شده برای کاهش افت فشار جریان در میکروکانال ها، فوق آب گریز کردن سطوح آن می باشد. این روش به گفته برخی از محققین باعث کاهش افت فشار و به گفته برخی دیگر از محققین باعث افزایش افت فشار می گردد؛ لذا در این پژوهش بین میکروکانال ساده و فوق آب گریز مقایسه انجام می شود تا مشخص شود کدام تفکر در این مورد درست است. راه دیگری که موجب تاثیر بر رفتار هیدرولیکی میکروکانال ها می شود، تغییر سطح مقطع میباشد. در این پژوهش چهار نوع سطح مقطع مستطیلی، مربعی، دایره ای و مثلثی با قطر هیدرولیکی یکسان برای میکروکانال های ساده مورد ارزیابی قرار می گیرند. این مطالعه عددی به صورت سه بعدی می باشد و رژیم جریانی مورد تحقیق از نوع آرام است. نتایج نشان می دهند که فوق آب گریز کردن سطوح میکروکانال مورد استفاده در این پژوهش، باعث افزایش افت فشار جریان به میزان ۵۸.۳۸ درصد می گردد. نتایج بخش بعدی مطالعه، گویای آن هستند که میکروکانالی با سطح مقطع مثلثی کمترین افت فشار و مقاومت هیدرولیکی را نسبت به سایر سطح مقطع های بکارگیری شده دارد. بنابراین سطح مقطع مثلثی در انتخاب سطح مقطع میکروکانال از بین سطح مقطع های مختلف با قطر هیدرولیکی یکسان، مناسب ترین گزینه است؛ چرا که بهترین عملکرد هیدرولیکی یعنی کمترین افت فشار جریان و مقاومت هیدرولیکی را دارا می باشد.

کلیدواژه ها:

کلمات کلیدی: افت فشار ، میکروکانال فوق آب گریز ، سطح مقطع های مختلف ، قطر هیدرولیکی یکسان ، جریان آرام