T 46

Estimation of the Effect of Liquid Fluid Density and Viscosity on the Dynamics of Bubble Formation in Two-Phase Flow within a Microchannel with Symmetrical Inputs

كارشناسي ارشد

مكانيك گرايش تبديل انرژي

پيام نور رشت

1401/06/27

64ص.

درجه ارزشيابي:قابل قبول

سعيد اسدي

density , viscosity , two-phase flow , microchannel

اسدي،سعيد،راهنما

با بررسي متون و تاريخچه علم ميكرو، مشاهده مي‌گردد كه مطالعه در اين زمينه و همچنين كاربري سيستم‌هاي ميكرو از دهه‌هاي قبل آغاز شده و تا به امروز نيز ادامه داشته است. در واقع با تركيب علم ميكرو و سيالات، دانش ميكروسيالي پديد آمد كه ابتدا با ظهور خود سبب تحولات زيادي در علم مكانيك گرديد كه پس از آن در علوم مختلف ديگري نيز جايگاه خود را بدست آورد. بطور كلي ساختار اين سيستم‌ها به گونه‌اي مي‌باشد كه ابتدا با توجه به هدف نهايي، ميكروكانال‌هايي با ساختارهاي متفاوت در كنار يكديگر قرار داده مي‌شود كه با عبور دادن سيالات متفاوتي از آنها سيستم‌هاي ميكروسيالي پديد مي‌آيد. در اين سيستم¬ها سيال بكار رفته نيز تاثير فراواني در روند عملكرد سيستم دارد؛ به‌گونه‌اي كه در برخي موارد زماني كه سيال موجود در سيستم بصورت دو يا چند سيال غير قابل حل در يكديگر باشند، جريان‌هايي با عنوان دو فازي و يا چندفازي به‌وجود مي‌آيد كه مخلوط‌هايي همچون جامد-مايع، گاز-مايع، مايع-مايع و غيره از اين نوع مي‌باشد؛ كه در سيستم‌هايي چون گاز-مايع به دليل تفاوت در ويژگي‌هاي دو سيال ورودي به سيستم، حباب‌هايي ايجاد مي‌گردد كه اين حباب‌ها با توجه به ويژگي‌هاي هر يك از آنها و دبي ورودي، بصورت اشكال مختلف مي‌باشد. در همين راستا در ساليان اخير مطالعات و تحقيقات زيادي در زمينه شناخت رفتار جريان‌هاي چندفازي صورت پذيرفته است كه هدف اكثر آنها شناخت بيشتر و كنترل اين جريان‌ها بوده است؛ كه در اين تحقيق نيز در ادامه كليه فعاليت‌هاي علمي صورت گرفته در اين زمينه سيستم‌هاي ميكرو‌سيالي دوفازي، شبيه‌سازي نرم‌افزاري توسط انسيس فلوئنت 1/19 و با استفاده از روش VOF انجام شده است. در اين تحقيق كه بصورت دوفازي گاز- مايع انجام شده است، ميكروكانالي با دو ورودي متقارن مدلسازي شده¬ است كه با هدف بررسي تاثير ويسكوزيته و دانسيته سيال بر طول حباب هواي ايجاد شده، سه سيال با مشخصات ترموديناميكي مختلف كه عبارتند از متانول، آب و اتانول،‌ از دو ورودي وارد ميكروكانال¬ مي¬گردند؛ كه با توجه به اينكه هدف اصلي بررسي تاثير ويسكوزيته سيال و همچنين عدد كپيلاري و عدد رينولدز بر طول حباب¬هاي هواي ايجاد شده در سيال مي¬باشد، شبيه¬سازي در سه سرعت مختلف و در سه مدل هندسي متفاوت انجام شده است. در انتها مشاهده مي‌گردد كه با افزايش سرعت ورودي هر دو فاز، طول حباب هوا نيز افزايش يافته و بزرگ‌تر مي‌شود. همچنين با كاهش ويسكوزيته سيال، طول حباب هوا بزرگتر ميشود كه اين امر در سيال متانول كه كمترين ويسكوزيته را در بين سه سيال دارد، مشاهده ميگردد. در نهايت نيز نتايج نشان مي¬دهند كه با بيشتر شدن قطر ميكروكانال‌ها، حباب هواي ايجاد شده با طول بيشتري در جريان پديد مي‌آيد. لازم بذكر است كه نمودارهاي عدد كپيلاري و رينولدز بر حسب طول حباب، و همچنين نمودار سرعت سيال بر حسب طول حباب براي قطرها و سيالات مختلف نيز نشان داده شده‌اند. از اين نتايج مي‌توان جهت توليد سيستم‌هاي دوفازي ميكرو با بيشترين بازدهي در صنعت استفاده نمود.

1402/06/28

منتخبي

73435