در کار حاضر روش جدیدی برای اعمال میدان الکتریکی بر روی فیلم ریزان ارائه شده است که بر خلاف روش های قبلی اعمال میدان الکتریکی بر فیلم های ریزان که باعث تغییر در ساختار جریان فیلم و تغییر خواص سیال می شد، بدون به هم ریختن ساختار اصلی جریان فیلم ریزان و تغییر خواص آن، با ایجاد گردابه و افزایش رفتار موجی در فیلم، می تواند باعث افزایش انتقال حرارت و جرم در فیلم ریزان شود. در این روش از پمپ های رسانشی با الکترود های هم سطح با دیواره استفاده شده است که هیچ تغییری در هندسه جریان سیال ایجاد نمی کنند. به علت جدید بودن پمپ های رسانشی، دیدگاه منسجم و کاملی در مورد عملکرد این نوع پمپ ها ارائه نشده است. برای ایجاد پایه های نظری مورد نیاز برای تحلیل پدیده های مشاهده شده در رفتار فیلم ریزان در حضور پمپ رسانشی، در کار حاضر سعی شده است با استفاده از آزمایش های تجربی و مدل سازی عددی دیدگاه کاملی از رفتار یک پمپ رسانش الکتروهیدرودینامیکی با الکترود های هم سطح با دیواره ارائه شود. در مطالعه حاضر، موارد جدیدی از رفتارهای پمپ رسانش مورد بررسی قرار گرفته اند که از آن جمله می توان به اشباع سیال در ولتاژهای بالا و امکان تغییر جهت پمپاژ در نسبت عرض های الکترود بالا و آشکارسازی الگوی جریان سیال در این پمپ ها اشاره کرد. بررسی رفتار فیلم های ریزان برای دو نوع آزاد و اجباری انجام گرفته و در ادامه تاثیر اعمال میدان الکتریکی از طریق پمپ رسانشی بر پارامتر های مهم تعیین کننده رفتار فیلم های ریزان بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که اثر متقابل گردابه های ایجاد شده توسط پمپ رسانشی با ساختار جریان فیلم ریزان با موج آزاد یا اجباری باعث رشد موج ها در سطح فیلم و تشدید نوسانات سطح و رفتار موجی در فیلم ریزان شود. با توجه به وجود اختلاط شدید در این نوع پمپ ها و تشدید رفتار موجی فیلم در حضور پمپ رسانشی، نتایج بدست آمده نشان دهنده توانائی روش ارائه شده برای افزایش انتقال حرارت و جرم در فیلم ریزان می باشند.

در این مطالعه رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت جریان نانوسیال نیوتنی آب-al2o3 و نانوسیال غیرنیوتنی محلول آبی 5/0 درصد وزنی کربوکسی متیل سلولوز (cmc)-cuo در یک میکروکانال دوبعدی، با و بدون بفل و برای دو کسر حجمی 0?= و 04/0 ?= مورد بررسی قرار گرفته است. برای جریان نانوسیال نیوتنی از عدد رینولدز سیال پایه و برای جریان نانوسیال غیرنیوتنی از عدد رینولدز نانوسیال استفاده شده و در هر دو مورد بررسیها در اعداد رینولدز 50 ،20 ،5re= انجام گرفته است. یک بفل در دیواره پایین و بفل دیگر موجود در دیواره بالا به عنوان میکرومیکسر و وسیله افزاینده انتقال حرارت عمل میکند. معادلات اساسی جریان نانوسیال نیوتنی و غیرنیوتنی همراه با شرایط مرزی دما ثابت با استفاده از روش تفاضل محدود پروجکشن و به صورت تک فازی، توسط برنامه ای که به زبان فرترن نوشته شده حل شده است. تاثیر پارامترهای مختلف مانند کسر حجمی نانوذرات، عدد رینولدز، فاصله بین بفلها، ارتفاع بفلها و ترتیب قرارگیری آنها برای هر دو نانوسیال نیوتنی وغیرنیوتنی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که حضور بفلها و نیز افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات موجب افزایش ضریب انتقال حرارت و اصطکاک میشود. علاوه بر آن تاثیر کسر حجمی نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت بیشتر از ضریب اصطکاک است و نیز تاثیر کسر حجمی نانوذرات در افزایش انتقال حرارت و اصطکاک در نانوسیال نیوتنی بیشتر از نانوسیال غیرنیوتنی میباشد. مشاهده میشود که مکانیزم اصلی انتقال حرارت و یا اختلاط، نواحی چرخشی ایجاد شده در پشت بفلها هستند. اندازه این نواحی با افزایش عدد رینولدز و ارتفاع بفلها بزرگتر میشود. اندازه نواحی چرخشی به دلیل خاصیت رقیق شوندگی نانوسیال غیرنیوتنی بزرگتر از نانوسیال نیوتنی است. در نهایت به منظور بررسی تاثیر نوع ذرات و نیز نوع سیال پایه بر انتقال حرارت و اصطکاک، جریان نانوسیال آب-cuo با جریان نانوسیال آب-al2o3 و cuo-cmc به ازای 50re= و ارتفاع و وضعیت قرارگیری مشابه بفلها مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده، نانوسیال آب-al2o3 دارای ضریب انتقال حرارت بیشتر و ضریب اصطکاک کمتری نسبت به نانوسیال آب-cuo است. علت این امر بزرگ بودن ضریب رسانندگی گرمایی نانوذرات al2o3 در مقایسه با نانوذرات cuo میباشد. همچنین نتایج نشان می دهند با اینکه سیال غیرنیوتنی cmc در مقایسه با سیال نیوتنی آب میزان انتقال حرارت بهتری را نشان میدهد، ولی افزودن نانوذرات cuo تاثیر زیادی بر سیال نیوتنی داشته و در کسر حجمی 04/0 ?= میزان انتقال حرارت نانوسیال آب-cuo بیشتر از نانوسیال cuo-cmc می باشد. علاوه بر آن ضریب اصطکاک در نانوسیال غیرنیوتنی بسیار کمتر از نانوسیال نیوتنی است.

در این تحقیق رفتار هیدرودینامیکی جت غیر نیوتنی برخوردی در برخورد با سطوح صاف و منحنی بررسی شده است. تأثیر عدد رینولدز، ابعاد جت، فاصله آن نسبت به سطح، پارامترهای مشخصه سیال غیر نیوتنی و شعاع انحنای صفحه برخوردی، روی الگوهای جریان، شکل جت و شکل لایه های مرزی تشکیل شده روی صفحه برخوردی و همچنین روی تنش برشی اعمال شده بر سطح به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. حل معادلات حاکم بر جریان همراه با ردیابی مرز مشترک مایع-گاز توسط نرم افزار ansys fluent انجام گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده ، توزیع تنش برشی و فشار روی صفحه برخوردی بررسی شده و برای کاربردهای پرداخت کاری عدسی ها، نرخ براده برداری جت برخوردی و نقطه ی بیشینه ی براده برداری بدست آمده است. با توجه به نمودارهای بدست آمده می توان اثر پارامترهای مختلف را در بهبود براده برداری در پرداخت کاری بدست آورد. از نتایج بدست آمده دریافت شد که پارامترهای h/d و re به ترتیب دارای بیشترین اثر در براده برداری بوده و از طرف دیگر تغییر شعاع انحنا تاثیر زیادی بر براده برداری ندارد. با بررسی سیالات غیرنیوتنی نیز چنین دریافت شد که افزایش ?0 موجب نزدیک شدن بیشینه ی براده برداری به مرکز صفحه برخوردی می گردد.

به علت اهمیت حفظ محیط زیست و تصفیه آب از ذرات جامد الگوهای جریان در مخازن ته نشینی مطالعه شده تا هندسه مناسب برای حذف ذرات جامد در خروجی مخزن انتخاب شود. برخی از پساب های صنعتی رفتار سیال غیرنیوتنی دارند، بنابراین رفتار این نوع سیالات نیز مطالعه شده است. به علت حضور ذرات جامد، جریان سیال دوفازی بوده و با استفاده از دو مدل اولری- اولری و اولری- لاگرانژی قابل شبیه سازی است. در این مطالعه مدل اولری- اولری استفاده شده و کسر حجمی ذرات جامد محاسبه شده تا راندمان مخزن به دست آید. واضح است که می توان مخزن را طویل ساخت تا راندمان بالایی را به دست آورد ولی به علت هزینه ساخت بالا ، سعی می کنیم با استفاده از هندسه های مختلف از جمله صفحات شیب دار به این امر دست یافته و جریان های چرخشی را در خروجی مخزن کاهش دهیم. با استناد به مقالات، از مدل توانی در سیال غیرنیوتنی استفاده شده و شاخص توانی، ضریب سازگاری و لزجت کمینه و بیشینه با استفاده از نمودار تنش- نرخ برش برای یک پساب واقعی به دست آمده است. جریان سیال پایا و آشفته بوده و شبیه سازی در نرم افزار ansys-cfx انجام شده است.