بررسی اثر شعاع انحنای لبه یک ریزمحفظه فراصوتی پیزوالکتریکی جهت بهبود پایداری نانوامولسیون

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

2 گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

3 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

4 گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

doi
10.22060/mej.2018.14420.5857
چکیده

استفاده از امواج فراصوتی برای تهیه نانوامولسیون‌ها از مهم‌ترین موضوع‌های پژوهشی مرتبط با صنایع داروسازی، غذایی، مهندسی مکانیک و شیمی است. تاکنون در این روش از محفظه با مقیاس‌های مختلفی استفاده شده که با توجه به کاربرد و دقت مورد نیاز، انتخاب می‌شود. تعداد و نحوه قرارگرفتن سرامیک‌های پیزوالکتریک )پیزوها(، بسامد تحریک آ نها و میزان انحنا در لبه‌های محفظه، متغیرهای مختلفی در بهینه‌سازی طراحی یک حمام فراصوتی بوده که می‌توانند موجب تشدید یا خنثی شدن امواج با یکدیگر شوند. در این مقاله، طی 36 حالت، با استفاده از نرم‌افزار کامسول، به بررسی تأثیر شعاع لبه در چهار چیدمان مختلف از پیزوهای یک ریزمحفظ ه فراصوتی مکعبی پرداخته شده است. شعاع لبه در سه مقدار صفر، 5/ 2 و 5 میلی‌متر و تحریک پیزوها در بسامدهای 20 ، 200 و 300 کیلوهرتز ارزیابی شده‌اند. نتایج نشان دادند حذف لبه‌ها، تأثیر مثبتی بر انتشار امواج و افزایش چگالی انرژی آکوستیکی داشته و در بسامدهای کمتر و در چیدمان‌های دارای تعداد پیزوی بیشتر، محسوس‌تر است. صحت‌سنجی‌های تجربی نیز با تهیه نانوامولسیون در دو حالت حمام فراصوتی بدون شعاع لبه و با شعاع لبه انجام شد. نتایج آن، ضمن تأیید نتایج شبیه‌سازی، نشان داد که استفاده از حمام فراصوتی دارای شعاع لبه، موجب افزایش میزان پایداری فاز روغن در آب می‌شود.