مکانیزم های گیرش و پخش براونی و تاثیر آنها بر فیلتراسیون نانوریزگردها در میکروفیلترهای لیفی نازک

شبیه سازی مکانیزم های فیلتراسیون نانوذرات معلق در هوا به دلیلوجود نیروهای غیر خطی و مکانیزم های موثر بین مولکولی قوی،امری پیچیده می باشد، از طرفی ساخت و تحلیل تجربی نانوفیلترهابه دلیل نیاز به نانودستگاه ها و تجهیزات پیشرفته نانوتکنولوژی امریبسیار هزینه بر میباشد. بنابرای ، مدلسازی رایانه ای مکانیزم هایفیلتراسیون نانوریزگردها به منظور شناخت عوامل مؤثر برفیلتراسیون آنها و نیز بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر بازده جذبمیکرو فیلترهای لیفی امری ضروری است. در پژوهش حاضر با فرضدیدگاه اتصال یکطرفه که در آن حرکت نانوذرات ناشی از حرکتسیال پایه هوا می باشد، در دیدگاه اویلری، معادلات حاکم بر جریانمخلوط سیال- نانوذره به صورت عددی حل شده اند. همچنین دردیدگاه لاگرانژی، معادلات دیفرانسیلی حاکم بر دینامیک هر ذره (فازگسسته) جهت تعیین مولفه های سینماتیکی و شناسایی نیروهایموثر بر حرکت نانوذرات بدست آمده اند. تحلیل معادلات فوق، دردیدگاه های اویلری و لاگرانژی، با درنظر گرفتن اثرات ابعاد کوچک،به روش المان محدود انجام شده است. محیط فیلتر لیفی، مجموعه -ای دوبعدی شام فیبرهای با توزیع تصادفی می باشد که با استتفادهاز برنامه نویسی در متلب ایجاد شده است. در دیدگاه های اویلر ولاگرانژ برای محاسبه بازده جذب در اثر پخش براونی و گیرش،زیرروال هایی به زبان متلب نوشته شده است. نتایج حاصل از حلعددی مستقل از اندازه ناحیه و شبکه محاسباتی می باشند. نتایجنشان داده اند که برای ذرات زیر 100 نانومتر مکانیزم پخش براونیمکانیزم غالب در نشست (گرفتاری) نانوذرات می باشد در صورتی کهدر نشست ذرات در ابعاد میکرون و بالاتر مکانیزم گیرش، موثرترعمل می کند. نتایچ حاصل از حل عددی با نتایج پژوهش هایپیشین در قالب نمودارهای بازده جذب مقایسه و اعتبارسنجی شده اند.

کلیدواژه ها:

فیلتراسیون نانوآئروسل ها ، میکروفیلتر لیفی نازک ، روش ردیابی ذرات ، مکانیزم پخش براونیف مکانیزم گیرش