تأثیر جریان های ورودی نوسانی بر الگوهای جریان و انتقال حرارت در میکرومیکسرهای غیرفعال

فرآیند اختلاط در تجهیزات در ابعاد میکرو در صنایعی مانند صنایع شیمیایی، غذایی، پزشکی و . . . از اهمیت به خصوصی برخوردار است. همانگونه که می دانیم عدد رینولدز در این تجهیزات بسیار پایین می باشند. در اعداد رینولدز کم جریان متلاطم نمی شود و نیروهای اینرسی ضعیف هستند و اختلاط دیفیوژنی نقش اصلی را دارد. بنابراین برای رسیدن به یک اختلاط مناسب نیاز به طول های بلند برای میکروکانال ها یا زمان های طولانی می باشد. برای حل این مشکل می توان از میکرومیکسرها استفاده کرد. میکرومیکسرها به دو دسته فعال(active) و غیر فعال (passive)تقسیم می شوند. در میکرومیکسرهای فعال، اختلاط توسط یک عامل خارجی مانند میدان الکتریکی، مغناطیسی، اغتشاشات میدان فشار، امواج صوتی . . . صورت می گیرد در حالی که اختلاط در میکرومیکسر غیر فعال از تعامل جریان اصلی با هندسه کانال، که به طور خاص طراحی شده است ، بدون هیچ گونه انرژی خارجی صورت می گیرد. یکی از روش های افزایش اختلاط در میکرومیکسرهای غیرفعال استفاده از جریان های ورودی با سرعت های نوسانی است که دارای اختلاف فاز نسبت به یکدیگر می باشند. در این پایان نامه تأثیر اعمال این سرعت ها بر درجه اختلاط والگوهای جریان در تعدادی از میکرومیکسرهای غیرفعال موجود بررسی شده است و هندسه ای که سرعت های نوسانی، بهترین تأثیر را از لحاظ درجه اختلاط بر آن داشته انتخاب شده است. سپس تغییراتی در هندسه مذکور ایجاد شده و یک میکسرومیکسر غیر فعال با هندسه جدید ارائه شده است که نسبت به طرح های قبلی درجه اختلاط بالاتری دارد. در نهایت جریان های ورودی نوسانی به این هندسه اعمال شده و تأثیر کمیت های جریان بر اختلاط و توزیع دما مطالعه شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال تراکم ناپذیر، آرام و ناپایا با استفاده از نرم افزار ansys fluent 14 حل شده است. برای اعمال سرعت ورودی نوسانی یک udf نوشته شده و برای کوپل سرعت و فشار الگوریتم simple به کار رفته است.