روشی جدید برای شکست نامتقارن میکروقطرات غیرنیوتنی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دکترای مهندسی مکانیک از دانشگاه صنعتی شریف و عضو هیئت علمی (استادیار) دانشگاه فنی و حرفه ای

doi
چکیده

در این پژوهش، شکست نامتقارن قطره‌ی با سیال غیرنیوتنی (با رفتار توانی) در یک هندسه‌ی جدید (اتصال شبکه‌ای) مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه‌ی مذکور می‌تواند یک قطره‌ی اولیه را به شش قطره با اندازه‌های مختلف تبدیل نماید. روش پژوهش، شبیه‌سازی عددی به روش Volume Of Fluid (VOF) است. نتایج عددی با نتایج یک مسئله‌ی مبنا مقایسه و تطابق بسیار خوبی مشاهده شده است. نتایج نشان داد که در نواحی نزدیک به دیواره، اختلاط مواد داخل قطره بهتر انجام می‌شود که این موضوع در کاربردهای صنعتی جریان‌های قطره‌ای به ویژه در صنایع داروسازی و شیمیایی، دارای اهمیت است. نتایج نشان داد که بیشترین اندازه‌ی گردابی در شاخه‌ی K1 (پایین‌ترین شاخه‌ی خروجی در سیستم) به ترتیب 26 و 44 و 28 درصد بیشتر از بیشترین اندازه‌ی گردابی در شاخه‌های K2 و K3 و K4 است (K4 بالاترین شاخه‌ی خروجی در سیستم است). همچنین بیشترین لزجت مؤثر در شاخه‌ی K1 به ترتیب 27 و 29 و 24 درصد کمتر از بیشترین لزجت مؤثر در شاخه‌های K2، K3 و K4 است. بنابراین بهترین عملکرد در اختلاط مواد داخل قطره در شاخه‌های خروجی مربوط به شاخه‌ی K1 است. همچنین مشخص شد که فشار داخل قطره (هم قبل و هم بعد از شکست) در راستای عرض کانال ثابت است.