مطالعه عددی فرآیند امولسیون سازی در دستگاه میکروسیال متقاطع

امولسیون مخلوطی از دو مایع ممزوج نشدنی است که یکی از مایعات به صورت ریزقطرات در مایع دیگر پراکنده شده است. به مایعی که به صورت ریزقطرات است فاز گسسته و به مایع دیگر فاز پیوسته گفته می شود. یکی از روش های متداول برای امولسیون سازی استفاده از دستگاه های میکروسیال است که مطالعه جریان در این دستگاه ها اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق فرآیند تولید ریزقطره در دستگاه میکروسیال متمرکزکننده ی جریان با جریان های متقاطع و متعامد بر هم شبیه سازی شده است. در این راستا، تاثیر پارامترهای ویسکوزیته و دبی حجمیِ هر دو مایع در فرآیند امولسیون سازی بر تولید ریزقطره مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهند که افزایش دبی حجمی فاز گسسته به ازای دبی ثابتی از فاز پیوسته به تولید ریزقطرات درشت تر می انجامد در حالی که افزایش دبی حجمی فاز پیوسته به ازای دبی ثابتی از فاز گسسته منجر به کاهش اندازه ریزقطرات می شود. بررسی نتایج همچنین نشان می دهند که نسبت دبی حجمی فاز پیوسته به فاز گسسته از نقشی اساسی در تعیین اندازه ریز قطرات برخوردار است صرف نظر از اینکه کدام یک از دبی حجمی فاز گسسته یا دبی حجمی فاز پیوسته در فرآیند ثابت فرض شده باشند. بررسی تاثیر ویسکوزیته نیز نشان می دهد که اندازه ریز قطرات با افزایش ویسکوزیته فاز گسسته افزایش می یابد در حالی که افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته موجب کاهش اندازه ریزقطرات می شود. مقایسه میان نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی حاکی از دستیابی به توافق مناسبی میان آنهاست که صحت روش شبیه سازی را مورد تایید قرار می دهد.