بررسی تأثیر پارامترهای هندسی و جریان بر عملکرد میکرومیکسرهای t شکل با استفاده از روش شبکه بولتزمن

سیستم های میکروسیالی دارای دوعضو بسیار با ارزش می باشند که بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. علاوه بر میکروپمپ ها، میکرومیکسرها یکی دیگر از عناصر و اجزای مهم یک سیستم میکروسیالاتی می باشد. بررسی های بسیاری بر روی میکروپمپ شده است اما میکرومیکسر از این حیث هنوز جای کار دارد. میکرومیکسرها دستگاه های کوچکی هستند که برای اختلاط حداقل دو فاز مختلف که می توانند مایع، گاز و یا جامد باشند، به کار می روند. طول مشخصه کانال اختلاط میکرومیکسرها در محدوده چند میلیمتر می باشد. عرض میکروکانال های معمولی در محدوده ??? تا ??? میکرومتر می باشد. ارتفاع کانال نیز از مرتبه عرض کانال و یا کوچکتر از آن است. حجم داخلی میکرومیکسر از مرتبه میکرولیتر و یا میلی لیتر می باشد. در این دستگاه های کوچک، نسبت سطح به حجم سیالات اختلاط افزایش می یابد. در مقایسه با اندازه های مولکولی، ابعاد و حجم میکرومیکسرها بسیار بزرگتر است. این واقعیت موجب ایجاد دو مشخصه کلیدی در میکرومیکسرها می شود. اولاً امکان طراحی میکرومیکسرها را بر اساس دستکاری لایه مجازی بین سیالات اختلاط توسط هندسه کانال و یا اختلال خارجی می دهد و ثانیاً فرآیندهای مولکولی مانند سینتیک واکنش ها در میکرومیکسر بدون تغییر باقی می مانند. روش شبکه بولتزمن، تکنیک عددی قدرتمندی است که بر پایه تئوری سینتیک برای شبیه سازی جریان سیال و مدل کردن فیزیک های مختلف در سیال به کار می رود. در مقایسه با روش های مرسوم cfd، این روش دارای مزایایی هم چون بکارگیری و اجرای آسان و موثر برای محاسبات موازی و هم چنین، بررسی و کنترل راحت و قدرتمند در روند حل هندسه های پیچیده است. در این پایان نامه مطالعه جامعی بر فرآیند اختلاط حرارتی میکرومیکسر t شکل با استفاده از مدل دوبعدی حرارتی شبکه بولتزمن با ? سرعت، d2q9، انجام شده است. تاثیر هندسه کانال اختلاط، ضریب تخلخل ناحیه متخلخل، هدایت حرارتی موثر ناحیه متخلخل، موقعیت ناحیه متخلخل، نسبت ابعاد ناحیه متخلخل و زاویه ورود جریان های ورودی بر عملکرد حرارتی میکرومیکسر t شکل مورد بررسی قرار گرفته است.