تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,486,860 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,903 |
ارتقا کیفیت اختلاط در ریز مخلوط کن های غیر فعال با بهره گیری از جانمایی بهینه موانع با دادههای فازی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 33، دوره 52، شماره 3 - شماره پیاپی 100، آبان 1401، صفحه 299-308 اصل مقاله (645.82 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2022.50737.3071 | ||
نویسندگان | ||
حسن اطهری* 1؛ احمد نقی لو2؛ سجاد امامی3؛ حسن زینالی4؛ ,وحید عبدالهی4 | ||
1استادیار،گروه مهندسی مکانیک، مؤسسه آموزش عالی علم و فن ارومیه، ارومیه، ایران | ||
2استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد خوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران | ||
3استادیار، گروه مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی معراج علم ، سلماس، ایران | ||
4دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، مؤسسه آموزش عالی علم و فن ارومیه، ارومیه، ایران | ||
چکیده | ||
ریز مخلوط کن هاها در علم ریز سیال نقش بسیار پر رنگی را ایفا میکنند. این ابزار در شاخههای مختلفی همچون پزشکی، صنایع غذایی، هستهای و صنایع شیمیایی کاربرد گستردهای دارند. حصول کیفیت اختلاط بالا در این مخلوط کن ها از اهمیت ویژهای برخوردار است. دو روش کلی برای افزایش کیفیت اختلاط در ریز مخلوط کن هاها مطرح میشود: روشهای فعال که با بهرهگیری از فاکتورهای خارجی از قبیل میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در صدد افزایش کیفیت اختلاط برمیآیند و روشهای غیرفعال که بدون صرف نیرو و انرژی خارجی و صرفاً با استفاده از تغییرات ساختاری ریز مخلوط کن ها سبب ارتقا کیفیت اختلاط میگردند. روشهای غیرفعال به دلیل هزینه جاری کم و عدم استفاده از قطعات متحرک طرفداران زیادی دارند. ایجاد موانع در مسیر حرکت سیال یکی از این روشهاست. در این مقاله ریز مخلوط کن های با هندسه مستطیلی در نظر گرفته شده است که با بهره گیری از موانع دایروی شکل سعی میگردد کیفیت اختلاط افزایش یابد. برای در نظر گرفتن این موانع پنج نقطه در نظر گرفته شده است که موانعی دایرهای با پنج قطر مختلف در این پنج مکان قرار میگیرند. شایان ذکر است مطالعه حاضر شامل مدلسازی عددی است و به سبب وجود عدم قطعیت در نتایج عددی به دست آمده، مدلسازی در فضای فازی میتواند نتایج مطلوبتری را بدست آورد. نوآوری کار، ارائه روشی برای جانمایی بهینه موانع با دادههای فازی است که بر اساس آن بتوان آرایش موانع مختلف را در ریز مخلوط کن ها به صورتی به دست آورد که بالاترین کیفیت اختلاط حاصل گردد. نتایج نشان می دهد که المان با قطرهای 20/0، 15/0، 25/0، 30/0 و 10/0 میلیمتر را در چینش چپ به راست (بالادست به پاییندست) در پنج موقعیت تعیین شده بایستی قرار گیرند. با این ترکیب کیفیت اختلاط نسبت به حالت پایه 467 درصد افزایش مییابد. | ||
کلیدواژهها | ||
ریز مخلوط کن ها؛ کیفیت اختلاط؛ تخصیص بهینه فازی؛ داده های فازی؛ دینامیک سیالات محاسباتی | ||
مراجع | ||
[1] محمدباقری، سعید و وجدی، محمد، بررسی اختلاط الکترواسموتیک در میکرو مخلوط کن با موانع نیم دایروی، بیست و هفتمین کنفرانس سالانه بین المللی انجمن مهندسان مکانیک ایران،تهران، 1398. [2] ملکی باقرآبادی، کامیار، ثانی، مهدی، سعیدی، محمدسعید، مدلسازی عددی چند نوع ریز مخلوط کن هاهای الکتروسینتیکی فعال و غیرفعال با استفاده از معادلات پواسون- نرنست- پلنک- ناویر- استوکس، مهندسی مکانیک مدرس، دوره۱۹ شماره۸، ص: ۲۰۵۷-۲۰۶۶، 1398. [3] Tai, Ch., Yang, R., Huang, M., Liu, C., Tsai, C., Fu, L., Micromixer utilizing electrokinetic instability-induced shedding effect, Electrophoresis 27, 4982–4990, 2006. [4] Hesse, V., Löwe, H., Schönfeld, F., Micromixers—a reviewon passive and active mixing principles, Chemical Engineering Science 60, 2479 – 2501, 2005. [5] Lee, C., Lee, G., Fu, L., Lee, F., Yang, R., Electrokinetically driven active micro-mixers utilizing zeta potential variation induced by field effect, Journal of Micromechanics and Microengineering, Volume 14, Issue 10, pp. 1390-1398, 2004. [6] Maleki Bagherabadi, K., Sani, M., Saidi, M., Enhancing active electro-kinetic micro-mixer efficiency by introducing vertical electrodes and modifying chamber aspect ratio, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, Volume 142, 107560, 2019. [7] Fang, Y., Ye, Y., Shen, R., Zhu, P., Guo, R., Hu, Y., Wu, L., Mixing enhancement by simple periodic geometric features in microchannels, Chemical Engineering Journal 187, 306– 310, 2012. [8] Rasouli, M., Abouei Mehrizi, A., Lashkaripour, A., Numerical Study on Low Reynolds Mixing of T-Shaped Micro-Mixers with Obstacles, Trans. Phenom. Nano Micro Scales, 3(2): 68-76, 2015. [9] Shah, I., Kim, S., Kim, K., Doh, Y., Choi, K., Experimental and numerical analysis of Y-shaped split and recombination micro-mixer with different mixing units, Chemical Engineering Journal, Volume 358, Pages 691-706, 2019. [10] Zhao, S., et al., Passive Micromixer Platform for Size- and Shape-Controllable Preparation of Ultrafine HNS. Industrial & Engineering Chemistry Research, 58(36): p. 16709-16718, 2019. [11] Bayareh, M., Nazemi Ashani, M., Usefian, A., Active and passive micromixers: A comprehensive review, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, Volume 147, 2020. [12] Shi, X., Huang, Sh., Wang L., Li, F., Numerical analysis of passive micromixer with novel obstacle design, Journal of Dispersion Science and Technology, 42:3, 440-456, 2021. [13] Raza, W.; Hossain, S.; Kim, K.-Y. A Review of Passive Micromixers with a Comparative Analysis. Micromachines, 11, 455, 2020. [14] Udaya Kumar, A., Sai Ganesh, D., Vamsi Krishna, T., Sashank, B., Satyanarayana, T., Modeling and investigation on mixing characteristics of T & Y-shaped micromixers for microfluidic devices, Materials Today: Proceedings, 2021. [15] Tripathi, E., Patowari, P., Pati, S., Numerical investigation of mixing performance in spiral micromixers based on Dean flows and chaotic advection, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, Volume 169, 2021. [16] Lotfi A. Zadeh, Fuzzy Sets, 1965, Information and Control, 8: p. 338-353. [17] Rezazadeh, S., Mehrabi, M., Pashaee, T. et al. Using adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) performance modeling. J Mech Sci Technol 26, 3701–3709, 2012. [18] Haghighinia, A., Movahedirad, S., Mass transfer in a novel passive micro-mixer: flow tortuosity effects, Analytica Chimica Acta, 2019. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 152 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 141 |