بررسی جریان اختلاطی در کانال موجدار به روش شبکه بولتزمن

نویسندگان :

همگام با پیشرفت های صورت گرفته در زمینه طراحی و ساخت قطعات در ابعاد میکرو، ابزارهایی با قابلیت انتقال سیال در ابعادهای خیلی کوچک طراحی و ساخته شده است که از آنها با عنوان میکرو سیستمهای سیالاتی نام برده می شود. این میکرو سیستمها دستگاههای کوچکی هستند که برای اختلاط حداقل دو فاز استفاده می شوند. فرایند اختلاط در میکرو سیستم ها به عنوان یکی از بخش های مهم و اساسی در میکروسیستمها محسوب می شود و دارای کاربردهای بیشماری در عرصه های متفاوت شیمی،بیو شیمی،پزشکی و داروسازی می باشد. در هندسه های با ابعاد میکرو ،عدد رینولدز کوچک بوده و رژیم جریان اساسا آرام است. اختلاط جریان در جریان آرام عمدتا از نوع پخش مولکولی می باشد که فرایندی بسیار کند است. بنابراین لازم است تا با استفاده از روش هایی اختلاط سیال بهبود یابد. در این پژوهش به بررسی پدیده اختلاط در کانال های موجدار به روش شبکه بولتزمن در عدد رینولدز و اشمیت 10و20 پرداخته شده است. با استفاده از قرار دادن موانع هندسی در کانال،انتقال سیال و اختلاط آنها بررسی گردیده است. در این مقاله به بررسی اثرات شعاع و فاصله و تعداد موانع در بهینه سازی فرایند اختلاط پرداخته شده است. نتایج هر سه بررسی نشان می دهد که با تغییرات شعاع،فواصل و تعداد موانع میزان اختلاط افزایش می یابد. با اجرا این فرایند گردابه هایی پس از موانع تشکیل می شود . این گردابه های تشکیل شده حرکت توده ای و بی نظمی را در برابر نفوذ مولکولی تقویت می کند و اختلاط را افزایش می دهد.