شبیه سازی عددی شکست قطره در میکروکانال ها
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده علیرضا کیانی مقدم
- استاد راهنما محمدحسین حامدی
- سال انتشار 1393
چکیده
جریان های چندفاز از پرکاربردترین موضوعات مورد بررسی در پژوهش های دانشگاهی و پروژه های صنعتی می باشد. از معروف ترین جریان های دوفاز می توان به دوفاز حرکت قطره اشاره کرد. این جریان در بسیاری از صنایع مانند داروسازی و شیمیایی کاربرد دارد. در این پژوهش به بررسی و شبیه سازی عددی حرکت و شکست قطرات مخلوط ناپذیر در سیال پیوسته در اتصالات t شکل متقارن با مانع و بدون مانع در مقیاس میکرومتر پرداخته شده است. از جمله کاربردهای حرکت و شکست قطره در میکروکانال ها، می توان به اختلاط واکنش دهنده های شیمیایی، محافظت تجهیزات آزمایشگاهی در برابر مواد شیمیایی خورنده به صورتی که مواد شیمیایی خورنده را به شکل قطره درون سیال پیوسته انتقال داده شود، تقسیم مواد دارویی و شیمیایی با ارزش به وسیله ی اتصالات t شکل متوالی و غیره را می توان اشاره کرد. از این رو دست یابی به یک فرآیند مناسب برای حرکت قطره یکی از مسائل مهم قابل بررسی در صنعت است. در فرآیند شکست قطره دستیابی به سیستمی که قابلیت تولید قطرات با نسبت شکست پایین (تولید قطرات بسیار کوچک) در مدت زمان کم باشد، از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا امروزه برای تولید این قطرات از اتصالات t شکل متوالی استفاده می شود که زمان شکست بسیار بالایی دارد و همچنین قطرات را با نسبت های شکست مساوی تولید می کند. از این رو ارائه یک سیستم پیشنهادی برای این مقصود می تواند بسیار مفید باشد. لذا یک هندسه برای شکست قطرات پیشنهاد گردید تا علاوه بر کاهش زمان شکست، قابلیت تولید قطرات با نسبت شکست پایین را نیز داشته باشد، که به اصطلاح "اتصال t شکل با مانع" نامیده می شود. برای شبیه سازی عددی مدل vof مناسب است؛ زیرا در این مدل دو فاز قابل تفکیک بوده و در یکدیگر نفوذ نمی کنند، و همچنین پروفیل سطح را به خوبی شبیه سازی می نماید. نتایج نشان دادند که اتصال t شکل با مانع برای شکست قطره دارای قابلیت تولید قطرات با نسبت شکست پایین در مدت زمان کوتاه است و نتایج بدست آمده تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی داشت که به نوعی بیانگر مناسب بودن مدل vof و دقت کار انجام شده برای مسئله مورد نظر می باشد.
منابع مشابه
شبیه سازی عددی تشکیل قطره دریک میکروکانال، با استفاده از روش شبکه بولتزمن
در این مقاله، جریان دوفازی مخلوط نشدنی در یک میکروکانال دوبعدی تی-شکل معمولی و اصلاح شده بصورت عددی مطالعه شده است.برای این منظور، از روش شبکه بولتزمن بامدل شبه-پتانسیل استفاده شده است. دقت مدل مورد نظر توسط آزمایش لاپلاس، زاویه تماس قطره و فرآیند تشکیل قطره در یک میکروکانال تی شکل معمولی مورد امتحان قرار گرفته است. مقایسه بین نتایج مشخص می کند که نتایج حاضر توافق خوبی با نتایج عددی و آزمایشگاه...
متن کاملشبیه سازی عددی سه بعدی رفتار قطره و عکس العمل قطره و دیوار در میدان الکتریکی
در این پژوهش، رفتار قطره و نیز عکس العمل قطره و دیوار در میدان الکتریکی یکنواخت خارجی به صورت کاملا سه بعدی شبیه سازی شده است. میدان الکتریکی با اعمال اختلاف پتانسیل ایجاد و سپس با استفاده از مدل نشت عایق تیلور، نیروی الکتریکی ناشی از این میدان، محاسبه و به معادلات نویر-استوکس اضافه شده است. این نیرو، بسته به خصوصیات الکتریکی قطره و سیال پیرامون، باعث تغییر شکل آن به صورت آبلیت )راستای عمود بر ...
متن کاملشبیه سازی عددی پدیده شکست دانه های مصالح سنگریز (تیزگوشه)
در اثر شکست دانه ها، رفتار مقاومتی و تغییرشکلی مصالح سنگریز دچار تغییرات محسوسی می شود. در عمده مطالعات عددی انجام گرفته در راستای شبیه سازی پدیده شکست دانه ها، نحوه شکست و به ویژه هندسه دانه های جدید حاصل از شکست، از ابتدای شبیه سازی ها فرض شده اند. در تحقیق حاضر برای نخستین بار دانه های اولیه در داخل نمونه شبیه سازی شده کاملا سالم و ترک نخورده فرض می شوند و در مراحل مختلف تحلیل های عددی بر اس...
متن کاملشبیه سازی عددی تشکیل قطره در میکروکانال ها با استفاده از روش شبکه بولتزمن
از مهم¬ترین پدیده¬های دوفازی درمیکروکانال ها، تشکیل قطره بر مبنای فرایند امولسیون می باشد. امولسیون پدیده ای است که دو سیال مخلوط نشونده در میکروکانال با یک دیگر برهم کنش نشان داده و در نهایت قطرات فاز جدا شونده به صورت معلق در فاز پیوسته تشکیل می شوند. در بخش نخست تشکیل قطره در میکروکانال متقاطع به طور عددی و با استفاده از روش شبکه بولتزمن و مدل دوفازی تابع مشخصه مورد شبیه سازی قرار گرفت. کد...
شبیه سازی عددی رفتار دینامیکی سقوط دو قطره مجاور با استفاده از روش شبکه بولتزمن
در مقالهی حاضر با استفاده از مدل پتانسیل بین مولکولی روش شبکهی بولتزمن سقوط قطرهی منفرد و دو قطرهی مجاور یکدیگر در اثر نیروی وزن و در یک کانال عمودی با دیوارهای اطراف در شرایط متفاوت اثرات دیوار بررسی شده است. نتایج شبیهسازی نشان داده است، اگر مرکز قطرهی رها شده، در زمان اولیه روی محور تقارن عمودی کانال باشد، این قطره روی همان محور تغییر شکل میدهد و روی خط مستقیم حرکت میکند؛ اما اگر در...
متن کاملشبیه سازی عددی شکست امواج در مقابل دیواره ساحلی با استفاده از روش پروجکشن
محیطهای ساحلی به جهت حضور توام امواج و جریانات دریایی دارای ساختاری نسبتاً پیچیده هستند که این امر مانع حصول شناخت کافی پدیدهها در این ناحیه گردیده است. توسعه مدلهای عددی یکی از ابزارهای بسیار کارآمد جهت شبیه سازی پدیدههای هیدرودینامیکی بوده و بطور گستردهای در حل مسائل دریایی کاربرد دارند. در تحقیق حاضر نیز به منظور شبیه سازی شرایط امواج و جریانات در مجاورت سواحل، با مد نظر قرار دادن پدید...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023