مدل‌سازی فشار مویینگی میکروسیالات در میکروساختارها با نرم افزار Surface Evolver

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 کارشناس، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشجوی دکتری ، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.22044/jsfm.2015.717
چکیده

شکل، هندسه و زاویه تماس میکروساختارها نقش مهمی در تعیین عملکرد مویینگیشان دارند. در پژوهش حاضر، فشار مویینگی سیال در میکروساختارهای کروی و میکروستون های با مقطع دایروی و مربعی به صورت عددی بررسی می شود. به منظور تخمین فشار مویینگی به عنوان انرژی سطح مشترک در واحد حجم، شکل سطح سیال در میکروساختارها با استفاده از الگوریتم کمینه سازی انرژی سطحی با کدنویسی در نرم افزار تعیین می گردد. به منظور صحت سنجی، فشار مویینگی میکروکره ها با سایرنتایج موجود مقایسه می گردد. در ادامه، فشار مویینگی بر حسب مشخصات هندسی بدون بعد و زاویه تماس بین مایع و جامد در میکروستون ها ارائه می گردد. بر اساس نتایج، میکروکره ها روی سطح به عنوان موثرترین ساختار هندسی برای مویینگی می باشند. همچنین، فشار مویینگی حاصل از میکروستون های مربعی در نسبت جامد و فاصله مشخص، بیش از میکروستون های دایروی می باشد. نتایج تعیین فشار مویینگی میکروسیالات در میکروساختارها می تواند در حوزه های مختلف علوم کشاورزی، نساجی و پلیمر، نفت و انتقال حرارت مورداستفاده قرار گیرد.