شبیه سازی تغییرات غلظت بر روی کیفیت، اتلاف انرژی و زمان اختلاط در میکروکانال T شکل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

از آنجایی که بخش مهمی از فرایندهای شیمیایی را عمل اختلاط و ترکیب مواد تشکیل می دهد، در این تحقیق سعی شده شبیه سازی تغییرات غلظت اسید از یک سمت ورودی به میکروکانال به منظور دست یابی به حداکثر خروجی، بررسی میزان اتلاف انرژی و همچنین زمان مورد نیاز برای این اختلاط مورد بررسی قرار گیرد. این شبیه سازی به وسیله واکنش Villermaux-Dushman و با استفاده از نرم افزار COMSOL Multiphysics نسخه 5/4 انجام شد. میکروکانال مورد استفاده، میکروکانالی T شکل، با سطح مقطع مربعی با ابعاد مشخص و مکعبی به طول 56 mm و سطح مقطعی با قطر هیدرولیکی 400 µm است. از داده های تجربی جهت ورودیهای معلوم به نرم افزار استفاده شد. اثر دبی حجمی و تغییرات غلظت بر کیفیت اختلاط (Xs) به عنوان معیار سنجش کیفیت اختلاط درون میکروکانال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی حاکی از آن است که در این میکروکانال، افزایش دبی حجمی باعث شاخص جدایش بهتر، افزایش غلظت باعث بدتر شدن اختلاط و در نتیجه رخ دادن تفکیک میشود. همچنین زمان اختلاط این شبیه سازی با افزایش دبی حجمی عددی بین /1 و 1/65 ثانیه شد. در ضمن با افزایش دبی حجمی میزان اتلاف انرژی بیشتر شد. همچنین نرم افزار مورد استفاده نشان داد که در شبیه سازی واکنش موازی –رقابتی یدید-یدات از دقت نسبتا بالایی برخوردار است.

کلیدواژه ها:

اختلاط ، اختلاط میکرو ، میکروکانال ، واکنش موازی-رقابVillermaux-Dushman ، نرم افزار کامسول.