1403/02/19
آرمان صادقی

آرمان صادقی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 36009309900
دانشکده: دانشکده مهندسی
نشانی:
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
شبیه سازی و تحلیل فرایند اختلاط در میکرومیکسرهای منفعل
نوع پژوهش
طرح پژوهشی خاتمه یافته
کلیدواژه‌ها
ریزمخلوط گر، تمرکز هیدرودینامیکی، حل تحلیلی، پدیده های انتقال
سال 1396
پژوهشگران آرمان صادقی

چکیده

آزروشه ها آزمایشگاه هایی در مقیاس میکرو هستند که بر روی یک میکروتراشه ایجاد شده اند و قادر به انجام آزمایش های مختلف پزشکی می باشند. از مزایای آزروشه ها می وان به سهولت استفاده، سرعت پاسخگویی بالا، حذف خطاهای انسانی و مصرف کم نمونه و واکنشگر اشاره نمود. در این ابزارها اعمال مختلفی همچون پمپاژ سیال، جداسازی و ترکیب ذرات و انواع مختلف واکنش های شیمیایی انجام می گیرد. ریزمخلوط گرها یکی از مهمترین اجزای آزروشه ها هستند که برای ترکیب دو یا چند جریان به کار می روند. به علت محدودیت های تکنولوژیکی در مقیاس میکرو ترجیح بر این است که از ابزارهایی ساده همانند ریزمخلوط گرهای منفعل استفاده شود که برای انجام عمل اختلاط احتیاجی به انرژی خارجی نداشته و اختلاط با استفاده از پخش ذرات و یا جابجایی آشفته آنها انجام می گیرد. تحلیل تئوریک این نوع ریزمخلوط گرها با مشکلات جدی همراه است به این دلیل که به علت پیچیدگی های فیزیکی امکان ارائه حل های تحلیلی وجود ندارد و از طرف دیگر استفاده از روش های عددی به علت پدیده پخش مصنوعی ناشی از گسسته سازی معادلات منجر به خطاهای قابل توجه می گردد. در طرح حاضر، حل های تحلیلی سه بعدی برای انتقال جرم در 2 نوع ریزمخلوط گر بر پایه تمرکز هیدرودینامیکی ارائه شده است. تفاوت ابزارهای بررسی شده در تعداد ورودی های محفظه اختلاط است به این صورت که یکی از آنها دارای 3 و دیگری دارای 4 ورودی می باشد. در هر دو مورد، دو ورودی کناری به جریان های غلافی اختصاص داشته و ورودی یا ورودی های میانی جهت ورود جریان حاوی نمونه مورد استفاده قرار می گیرد. به علت اینکه در حالت کلی خواص سیالات غلافی و نمونه با هم متفاوت است، مدلسازی تحلیلی چنین ابزارهایی دارای پیچیدگی های بسیار نسبت به نمونه های تک فاز است. با توجه به قابلیت های بسیار روش گالرکین مبتنی بر حساب تغییرات برای حل مسائل چند محیطه، از این روش برای حل مسئله استفاده شده است. در این روش، در عوض حل معادله بقای جرم در دو سیال و به دست آوردن ضرایب مربوطه با استفاده از شرایط مرزی و تطبیقی، از یک فرمولاسیون واحد استفاده می شود که در آن کل حوزه مسئله به عنوان یک ناحیه یکپارچه با خواص فیزیکی غیر یکنواخت در نظر گرفته می شود. با استفاده از این مدل، تغییر گرادیان غلظت در مرز مشترک دو سیال به خوبی قابل مشاهده است. با توجه به قابلیت های بالای روش ارائه شده، به راحتی می توان آن را برای مدلسازی پدیده های انتقال در در دیگر ابزارها خصوصاً سامانه های پیچیده به کار برد به شرطی که معادله مربوطه خطی باشد.