بررسی عددی اختلاط درمیکرومیکسرهای Tشکل دوگانه و چندگانه با ورودی های همراستا و ناهمراستا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مکانیک-تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد یزد، ایران

2 دانشگاه یزد

چکیده

در این شبیه‌سازی ، رفتار اختلاط دو سیال آب و اتانول با چگالی و لزجت متفاوت در پنج گونه T میکرومیکسر به‌صورت عددی مطالعه شده است. پنج هندسه موردپژوهش عبارت‌اند از: هندسه‌های 1 و 2 که به ترتیب Tمیکرومیکسرهای چندگانه با ورودی‌های ناهمراستا در یک صفحه و دو صفحه و هندسه‌های 3، 4 و 5 به ترتیبT میکرومیکسر چندگانه ، T میکرومیکسر دوگانه وT میکرومیکسر راشامل می‌شوند. مدل‌سازی عددی با استفاده کد تجاری دینامیک سیالات محاسباتی انسیس فلوئنت18، در عدد اشمیت 752.26 و در محدوده‌ی اعداد رینولدز 1 تا 200 شامل شش عدد رینولدز متفاوت انجام‌شده است.در محدوده‌ی جریان خزشی نیروی لزجت و در محدوده جریان آرام (غیرخزشی) بی‌نظمی جریان عوامل اصلی ایجاد اختلاط بوده است. در میکرومیکسرهای دوگانه و چندگانه به ترتیب دو و سه نوع ترتیب قرارگیری برای دو سیال در ورودی‌ها بررسی و نوع دارای راندمان بالاتر در اختلاط مشخص‌شده است. اعتبارسنجی پژوهش حاضر با نتایج مطالعه عددی کورتس کی‌روش و همکاران انجام‌شده است.نتایج اختلاط به ازای انواع جریان خاص در میکرومیکسرهای چندگانه و دوگانه با تنها نوع جریان در T میکرومیکسر مقایسه شده است. نتایج بیانگر این است که شاخص اختلاط و افت فشار علاوه بر تعداد ورودی‌های میکرومیکسر، تابع نحوه قرارگیری آن نیز می‌باشد و همچنین به ازای هندسه‌های دارای بیش از دو ورودی تابع ترتیب قرارگیری دو سیال در ورودی‌ها نیز است. بیشترین شاخص اختلاط که برابر 0.4878 بوده، به ازای 1=Re و جریان نوع 1 در T میکرومیکسر چندگانه مشاهده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numrical study of mixing in Double and multiple T-shaped micromixers with aligned and non-aligned inputs

نویسندگان [English]

  • erfan nematollahi 1
  • Mohammad Sefid 2
1 mechanic-energy conversion,mechanic engineer faculty,yazd university,yazd,iran
چکیده [English]

In this simulation mixing behavior of two fluids water and ethanol with various density and viscosity mixing in 5 types of T-micromixers numerically has been studied. The five Geometries under research are: 1 and 2 geometries are Multiple T-micromixer with non-aligned inputs in one and two plane respectively, and the 3, 4 and 5 geometries are included Multiple T-micromixer, double T-micromixer and T-micromixer. Simulation has been performed using computational fluid dynamics commerical code of Ansys fluent 18 at Schmidt number of 752.26 for 6 different Reynolds number in range of 1 to 200. In creeping flow range viscosity force and in laminar flow (non-creeping) the chaotic of flow was the main mixing factors for all studied geometry. For double T-micromixer and multiple T-micromixers two and three different types for input fluids respectively investigated and the most efficient mixing type has been specified. Cortes-Quiroz et al numerical results used for validation present investigation. Mixing results compared for specific flow types in double and multiple micromixers with single flow type in T-micromixer. The results show mixing index and pressure drop are function of inputs’ number and position also for geometries with more than two inputs, types of input fluids have effect on these parameters.maximum mixing index which was 0.4878 has been observed using flow 1 in Multiple T-micromixer at Re= 1

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical study-Double and multiple T-micromixers
  • non-aligned
  • Pressure drop