روشی جدید برای شکست نامتقارن میکروقطرات غیرنیوتنی

در این پژوهش، شکست نامتقارن قطره ی با سیال غیرنیوتنی (با رفتار توانی) در یک هندسه ی جدید (اتصال شبکه ای) مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه ی مذکور می تواند یک قطره ی اولیه را به شش قطره با اندازه های مختلف تبدیل نماید. روش پژوهش، شبیه سازی عددی به روش Volume Of Fluid (VOF) است. نتایج عددی با نتایج یک مسئله ی مبنا مقایسه و تطابق بسیار خوبی مشاهده شده است. نتایج نشان داد که در نواحی نزدیک به دیواره، اختلاط مواد داخل قطره بهتر انجام می شود که این موضوع در کاربردهای صنعتی جریان های قطره ای به ویژه در صنایع داروسازی و شیمیایی، دارای اهمیت است. نتایج نشان داد که بیشترین اندازه ی گردابی در شاخه ی K۱ (پایین ترین شاخه ی خروجی در سیستم) به ترتیب ۲۶ و ۴۴ و ۲۸ درصد بیشتر از بیشترین اندازه ی گردابی در شاخه های K۲ و K۳ و K۴ است (K۴ بالاترین شاخه ی خروجی در سیستم است). همچنین بیشترین لزجت موثر در شاخه ی K۱ به ترتیب ۲۷ و ۲۹ و ۲۴ درصد کمتر از بیشترین لزجت موثر در شاخه های K۲، K۳ و K۴ است. بنابراین بهترین عملکرد در اختلاط مواد داخل قطره در شاخه های خروجی مربوط به شاخه ی K۱ است. همچنین مشخص شد که فشار داخل قطره (هم قبل و هم بعد از شکست) در راستای عرض کانال ثابت است.

کلیدواژه ها:

Droplet ، Non-Newtonian fluid ، Breakup ، Network junction ، numerical simulation ، VOF ، قطره ، سیال غیرنیوتنی ، شکست ، اتصال شبکه ای ، حل عددی ، VOF