شبیه سازی عددی پمپاژ مایعات لزج با استفاده از نوسان یک حباب کاویتاسیون

یک حباب کاویتاسیون هنگام فروپاشی در نزدیکی یک دیواره صلب جت مایعی به سمت دیواره ایجاد می­کند. در صورت وجود سوراخ در دیواره جت حباب باعث پمپاژ (انتقال) مایع از درون سوراخ می­شود. یک مزیت ویژه چنین میکروپمپ­هایی، عدم وجود قطعات متحرک و زمان پاسخ سریع است. این فرآیند انتقال مایع، فرآیندی پیچیده، وابسته به زمان و تحت تاثیر پارامترهای مختلفی مانند فاصله بین حباب و دیواره  است. هدف از این تحقیق، شبیه­سازی فرآیند پمپاژ مایع از سوراخ مخروطی ایجاد شده در یک سطح صلب است. شبیه­سازی بر اساس روش حجم سیال به همراه معادلات تک-میدانی ناویر- استوکس انجام شده و اثرات کشش سطحی و لزجت سیال لحاظ می­شود. نتایج برحسب شکل حباب، میدان سرعت و فشار اطراف حباب و دبی جرمی عبوری از سوراخ ارائه می­گردد. نتایج نشان داد که مقدار جرم خالص عبوری از سوراخ در مدت زمان ۴۴/۱ میلی­ثانیه به ازای مقادیر   برابر با ۸۱/۰، ۹۱/۰، ۰۱/۱ و ۱۶/۱ به ترتیب برابر با ۲۶/۱۹، ۱۳/۱۸، ۹۵/۱۵ و ۹۴/۱۲ است. در نتیجه بالاترین قدرت پمپاژ جت حباب مربوط به کوچک­ترین اندازه  است.

کلیدواژه ها:

مایعات لزج ، حباب کاویتاسیون ، پمپاژ ، حجم سیال ، دبی جرمی ، جرم خالص