آمار
| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شماره‌ها | 1,389 |
| تعداد مقالات | 17,014 |
| تعداد مشاهده مقاله | 54,840,035 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,376,707 |
شبیه سازی عددی میکرومیکسر غیرفعال با واحدهای اختلاط منحنی شکل: بررسی بهبود کیفیت اختلاط گازهای ورودی در رینولدزهای مختلف | ||
| مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
| مقاله 24، دوره 52، شماره 2 - شماره پیاپی 99، مرداد 1401، صفحه 223-232 اصل مقاله (850.27 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2022.48028.2983 | ||
| نویسندگان | ||
| مسعود صادقی1؛ مرتضی خلیلیان2؛ ایرج میرزایی3؛ سجاد رضازاده* 4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 3استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 4استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| چکیده | ||
| مطالعه عددی اختلاط اکسیژن و نیتروژن در میکرومیکسر غیرفعال با روش المان محدود انجام و تاثیر عدد رینولدز، تعداد و عرض واحدهای اختلاط و گذاردن مانع در مسیر جریان بر کیفیت اختلاط و افت فشار بررسی گردیده است. اکثرمطالعات قبلی در خصوص اختلاط مایعات بوده، در این تحقیق اختلاط گازها بررسی شده است. بدین منظور دو میکرومیکسر نوین به نام های A و B با واحدهای اختلاط جدید و متعدد معرفی شده اند. ارزیابی عملکرد جرمی مدل‌های نوین A و B دارای واحدهای اختلاط مارپیچ، نسبت به مدل پایه بدون واحد اختلاط نشان می دهد که مدل های نوین عملکرد بالاتری نسبت به مدل پایه دارند طوریکه میکرومیکسر A با پنج واحد اختلاط، در رینولدز 110، نسبت به مدل پایه کیفیت اختلاط را 2 برابر و نسبت به مدل B 25/1 برابر بهبود می‌بخشد. همچنین تاثیر عمق موانع مکعبی در میکرومیکسر B با پنج واحد اختلاط بیانگر بهبود کیفیت اختلاط نسبت به مدل بدون مانع در رینولدزهای بالاتر می باشد. بطوریکه در عدد رینولدز 110 مدل B با پنج واحد اختلاط، کیفیت اختلاطی حدود 95 درصد را ارائه می دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| میکرومیکسر غیرفعال؛ کیفیت اختلاط؛ شبیه سازی سه بعدی؛ واحد اختلاط؛ عدد رینولدز | ||
| مراجع | ||
|
[1] Jalili. H, Raad. M, and Fallah. D. Numerical study on the mixing quality of an electroosmotic micro mixer under periodic potential. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science pp. 1-13, 2020.
[2] Stone. H, Stroock Ajdari. A, Engineering flows in small devices: microfluidics toward a lab-on-a-chip. Journal of Fluid Mechanics. Vol. 36 pp. 381–411, 2004.
[3] Rajitsinha, R, Nitin D, Flow field analysis of a passive wavy micromixer with CSAR and ESAR elements. Microsystem Technoloies. Vol. 27, pp. 1017–1030, 2019.
[4] Gambin. Y, Simonnet. C,VanDelinder. V, Deniz. A, Groisman. A, Ultrafast microfluidic mixer with three-dimensional flow focusing for studies of biochemical kinetics. Lab on a Chip Vol. 10, pp. 598–6097, 2010.
[5] Whitesides. G, The lab finally comes to the chip. Lab on a Chip. Vol. 14, pp. 3125– 3126, 2014.
[6] Rajabi. N, Bahnemann. J, Tzeng. T, O. Platas Barradas, A.-P. Zeng, J. Müller, Lab-on-a-chip for cell perturbation, lysis, and efficient separation of subcellular components in continuous flow mode. Sensors and Actuators. pp.136–143, 2014.
[7] Lee, C.Y., Fu, L.M., Recent advances and applications of micro mixers. Sensors and Actuators, pp. 677–702, 2018.
[8] Lee, C.Y., Wang, W.T., Liu, C.C., Fu, L.M, Passive mixers in microfluidic systems: a review. Journal of chemical engineering, pp.146–160, 2016.
[9] Lee, C.Y., Chang, C.L., Wang, Y.N., Fu, L.M., Microfluidic mixing: a review. International journal of moleculr science, Vol. 12, pp. 3263–3287, 2016.
[10] Raad M., Meshkat.S. Jalili.H, Abbasinejad.D, A three-dimensional numerical investigation of an induced-charge electro kinetic micro mixer equipped with fully polarizable particle. Engineering Research Express, Vol.2, 2020.
[11] Hessel. V, Lowe. H, Schönfeld. F, Micrometers – a review on passive and active mixing principles. Chemical engineering science, Vol. 60, pp. 2479–2501, 2005.
[12] Nguyen. N, Wu. Z, micro mixers – a review, Journal of micromechnics and micro engineering, Vol. 15, pp. 1-16, 2005.
[13]Aref. H, Stirring by chaotic advection. Journal of fluid mechanics, Vol. 143, pp. 1–2, 1984.
[14] Ansari, M.A., Kim, K.Y., Mixing performance of unbalanced split and recombine micro mixers with circular and rhombic sub-channels. Journal of chemical engineering, Vol. 162, pp. 760–767, 2016.
[15] Hong.C, Choi. J, Ahn. C, A novel in-plane passive microfluidic mixer with modified Tesla structure. Lab on a Chip, pp. 109–113, 2004.
[16] Schönfeld. F,Hessel. V, Hofmann. C, An optimized split-and-recombine micro mixer with uniform ‘chaotic’ mixing. Lab on a Chip, pp. 65–69, 2004.
[17] Stroock. A, Dertinger.S , Ajdari. A, I. Mezic, Chaotic mixer for microchannels. Science ,pp. 647–651, 2002.
[18] Howell. P, Mott. D, Fertig. S, Kaplan. C, Golden. J, Oran. E, A microfluidic mixer with grooves placed on the top and bottom of the channel. Lab on a Chip, pp . 524–530, 2005.
[19] Jen. C, Wu. Y, Lin. Y, Wu. C, Design and simulation of the micro mixer with chaotic advection in twisted micro channels. Lab on a Chip, pp. 77–81, 2003.
[20]Kim. D, Lee. W, Kwon. T, Lee. S, A barrier embedded chaotic micro mixer" Journal of micromechnics and micro engineering. Vol. 14, pp. 798–805, 2004.
[21] Liu. R, Stremler. M, Sharp. K, Olsen. M, J. Santiago, Passive mixing in a three-dimensional serpentine microchannel. Journal of Microelectro mechanical Systems, Vol. 9, 190–197, 2000.
[22] Soleymani, A., Kolehmainen, E., Turunen, I, Numerical and experimental investigations of liquid mixing in T-type micro mixers. Journal of chemical engineering, Vol. 135, pp. 219–228, 2016.
[23] Pourfattah, F, Semiromi, D, AliAkbari, O, Adhampour, M,Shahsavar, A, Investigation of mixing processof two different gases in a micromixer: effect of prous medium and Knidsen number. Journal of prous media, DOI: 10.1615/JPorMedia.201902702, pp. 81-89, 2020.
[24] Karimi, R, Rezazadeh,S, Raad,M, Investigation of different geometrical configurations effect on mixing performance of passive split‑and‑recombine micromixer. Microfluidics and Nanofluidics, doi.org/10.1007/s10404-021-02491-2, pp. 2-22, 2021.
[25] Fallah. D, Raad. M, Rezazadeh. S, Jalii.H, Increment of mixing quality of Newtonian and non-Newtonian fluids using T-shape passive micro mixer: numerical simulation. Microsystem Technologies, pp.1-11, 2020.
[26] Bayareh. M. Artificial diffusion in the simulation of micromixers: A review. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C., 2020.
[27] Bayareh, M, Nazemi Ashani, M, Usefian, A. Active, and passive micromixers: a comprehensive review. Chemical Engineerin Process, Vol. 147, 2020.
[28] Gobby. D, Angeli. P, Gavriilidis. A, Mixing characteristics of T-type microfluidic mixers. Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 11, pp. 126–132, 2001.
[29]Lee. M, Hassan. I, DSMC simulation of gas mixing in T-shape micromixer. Applied Thermal Engineering, Vol 27, pp. 2370–2377, 2007.
[30]Haas-Santo. K, Pfeifer. P, Schubert. K, T. Zech, D. Hönicke, Experimental evaluation of gas mixing with a static microstructure mixer. Chemical Engineering Science, Vol. 60, pp. 2955–2962, 2005.
[31] Chih-Yung Huang, Shaw-An Wan, Yu-Hsiang Hu. Oxygen and nitrogen gases mixing in T-type micro mixers visualized and quantitatively characterized using pressure-sensitive paint. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 111, pp 520–531, 2017.
[32] Gharraei. R, Tavana. M, Naghizadeh.A, Numerical Investigation of Fluid Flow and Thermal Mixing in a Rotating Curved Micro-Channel with Rectangular Cross Section. Journal of mechanical engineering, Vol. 79, pp. 79-88, 2016.
[33] Chen, C, Jienan, S, Numerical and experimental investigation on splitting‑and‑recombination micromixer with E‑shape mixing units. Microsystem Technologies, Vol. 23, pp.4671-4677, 2016. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 255 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 257 |
||