مشخصات پژوهش

عنوان	تعبیه موانع رسانا برای افزایش اختلاط در میکروکانال های Yشکل
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	اختلاط، الکتروسینتیک، میکروکانال، مانع رسانا، سیال غیرنیوتنی
چکیده	یکی از مهم ترین مسائلی که در علوم مهندسی با آن مواجه هستیم مسئله انتقال سیالات است که بطور معمول با اعمال گرادیان فشار به دو انتهای کانال ها انجام می گیرد. با توجه به اینکه ایجاد گرادیان فشار در ابعاد میکرو با چالش های زیادی همراه است، در بسیاری از موارد از روش های غیر کلاسیکی همچون پدیده های الکتروسینتیک استفاده می شود. در مطالعه حاضر، اختلاط سیالات در یک میکروکانال Y شکل در حضور موانع رسانای الکتریکی با هندسه های مختلف با در نظر گرفتن هر دو رفتار نیوتنی و غیرنیوتنی سیالات با تکیه بر مفهوم الکتروسینتیک القایی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در الکتروسینتیک القایی بار القا شده بر روی سطح جسم رسانا یکنواخت نیست، خاصیتی که می تواند منجر به ایجاد گردابه شده و در نتیجه باعث بهبود اختلاط شود. جهت شبیه سازی میدان های پتانسیل الکتریکی، جریان سیال و غلظت در میکروکانال از روش المان محدود استفاده شده است. جهت صحت سنجی مدل سازی اختلاط، از مقایسه نتایج موجود برای اختلاط دو سیال نیوتنی در حضور موانع رسانا با مدل سازی حاضر استفاده شده است. در قسمت اول نتایج، در مسئله اختلاط دو سیال نیوتنی با غلظت های مختلف، به بررسی تأثیر هندسه، تعداد، موقعیت قرارگیری و سطح مقطع موانع بر میزان اختلاط پرداخته شده است. با ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی5V در کانال مشاهده می شود که بازده اختلاط در مقطع خروجی کانال در حالت بدون تعبیه موانع برابر 81%، هنگام تعبیه موانع نارسانا برابر 83% و در نهایت با در نظر گرفتن موانع رسانا برابر 95% برای سیال نیوتنی و 100% برای سیال غیرنیوتنی در بهینه ترین حالت است. نتایج نشان می دهد در حالتی که موانع در مرکز کانال قرار می گیرند، بطوری که سیال در بالادست و پایین دست کانال فضایی برای حرکت به سمت خروجی و همچنین اختلاط با سیال مجاور خود را داشته باشد، بیشترین بازده اختلاط به دست می آید. نهایتاً بررسی اثر شدت میدان الکتریکی بر میدان جریان سیال نشان می دهد با افزایش شدت میدان الکتریکی بازده اختلاط سیال نیوتنی کم می شود بطوری که در اختلاف پتانسیل 5V بازده اختلاط 95% است در حالی که در 100V مقداری کمتر از 65% را نشان می دهد.
پژوهشگران	آرمان صادقی (استاد راهنما)، محمد ویسی مستان آباد (دانشجو)