عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی عددی انتقال حرارت در میکرو کانال ها و اختلات سیال در میکرو میکسرها
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2454;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59653
- تاریخ دفاع
- ۲۰ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- سامان ابراهیمی
- استاد راهنما
- فرشاد کوثری, امیر نجات
- چکیده
- امروزه یکی از موضوعات مورد توجه در مکانیک سیالات شناخت پدیده های ناشی از کاهش ابعاد کانال و تأثیر آن بر جریان سیال می باشد.با پیشرفت دانش در زمینه ی میکرو سیالات تجهیزات متنوعی با کاربرد های گوناگون در ابعاد میکرو و نانو ساخته شده است. این وسایل در ابعاد یک تراشه رایانه ای کوچک بوده که توانایی انجام فرآیند های شیمیایی را در خود دارا می باشند. برای انجام واکنش های شیمیایی مختلف در آزمایشگاه های تراشه ای قسمت های گوناگونی مورد نیاز است که یکی از این قسمت ها میکرومیکسر ها هستند که وظیفه مخلوط کردن دو یا چند نوع سیال مختلف را بر عهده دارند . هم چنین در این میان یکی دیگر از اصلی ترین قطعات آزمایشگاه های تراشه ای که وظیفه ی انتقال سیال را بر عهده دارند ، میکرو پمپ ها می باشند. با توجه به ابعاد کوچک این وسایل و ناکارا بودن روش های سنتی انتقال سیال در این ابعاد ، امروزه میکرو پمپ های الکتریکی بیش از سایر روش های انتقال سیال مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق به شبیه سازی جریان سیال تراکم ناپذیر در میکرو کانال ها با استفاده از روش حجم محدود پرداخته شده است. هم چنین شبیه سازی انتقال حرارت در یک میکرو کانال مستقیم با اعمال نیرو الکتریکی یکنواخت و غیر یکنواخت مورد مطالعه و شبیه سازی قرار گرفته است. همچنین در ادامه ی این تحقیق به شبیه سازی جریان و آمیختگی دو سیال تراکم ناپذیر در میکرو میکسر ها با استفاده از از روش حجم محدود پرداخته شده است. برای این منظور جریان سیال و آمیختگی در هندسه های گوناگون برا ی حالت خواص مخلوط ثابت مورد بررسی قرار گرفته است .از جمله ی این هندسه ها کانال مستقیم با دو ورودی موازی ، کانال مستقیم با دو ورودی موازی و ریب در وسط ، کانال double T-شکل و 4 کانال T-شکل ساده ، T-شکل با اعمال نیروی الکتریکی ، T-شکل با دو ریب و T-شکل با دو ریب به همراه نیروی الکتریکی پرداخته شده و شدت اختلاط این کانال ها باهم مقایسه و اثرات نیرو ی الکتریکی بر شدت اختلاط بررسی شده است. در انتها مقدار نوسلت برای این 4 کانال با هم مقایسه شده است.
- Abstract
- During recent years investigation of fluid flows in microchannels has become one of the most interesting topics in fluid mechanic science.With development in microchannel device , different kind of devices are constructed with different application. Micromixers have important role in chemical reaction in Lab on a Chip. Another important device is micropump which transports fluid flow. According to small size of these devices and deficiency of fluid transmission electroosmotic micropumps are important. In this investigation Simulation of fluid flows in microchannel with finite volume method is investigated. Also simulation of heat transfer in microchannel with uniform electroosmosis force and nonuniform electroosmosis force is studied. In addition, Simulation of fluid flows and mixing of fluid flows in micromixers with finite volume Method is investigated. Mixing of two fluids is studied in different geometries with constant mixture properties. for example , channel with two parallel inlets, channel with two parallel inlets and ribs in middle of channel width , double T shape channel, simple T shape channel , T shape with electroosmotic force , T shape with two ribs , T shape with two ribs and electroosmotic force is studied. Also intensity of these channel and effect of electroosmotic force is studied. Another issue that investigates is nusselt of these channels.
