اثر موقعیت موانع و تزریق جریان بر اختلاط جریان دوگازی در میکروکانال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی جلوبرندگی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مهندسی هوافضا

چکیده

در پژوهش حاضر، به منظور بررسی اثر تعداد، موقعیت موانع و تزریق جریان بر اختلاط جریان در میکروکانال با طول 16 میکرومتر و ارتفاع 1 میکرومتر از روش شبیه‌سازی مستقیم مونت‌کارلو استفاده شده است. از معیار طول اختلاط که برابر با طولی است که در آن دو گونه به طور کامل با یکدیگر مخلوط می‌شوند، برای بررسی اختلاط جریان استفاده شده است. هشت نمونه با نسبت انسداد مختلف برای بررسی اثر موانع در نظر گرفته شده است. نسبت انسداد، بیانگر کاهش سطح مقطع عبوری جریان از داخل کانال با اضافه شدن موانع است. در همه موارد دو گونه گازی کربن‌مونواکسید و نیتروژن توسط یک صفحه که تا یک‌سوم طول کانال کشیده شده از هم جدا می‌شوند. با افزایش نسبت انسداد، طول اختلاط تا 10% کاهش یافته و دبی جرمی نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. همچنین تزریق جریان به داخل کانال با درنظرگیری چهار نمونه بررسی شد. نمونه‌ها عبارتند از: نمونه اول فاقد تزریق، نمونه دوم با تزریق جریان عرضی، نمونه سوم با تزریق جریان خلاف جهت و نمونه چهارم با تزریق عرضی از داخل مانع. طول اختلاط در نمونه دوم و سوم به ترتیب 17% و 5% افزایش یافت. در نمونه چهارم به دلیل وجود مانع، طول اختلاط 2% کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Obstacles Location and Flow Injection on the Mixing of Two-Gaseous Flow in a Microchannel

نویسندگان [English]

  • Elyas Lekzian 1
  • Hamid Reza Farshi Fasih 2
1 Faculty of Aerospace Engineering,, Semnan University, Semnan, Iran
2 Faculty of Aerospace Engineering
چکیده [English]

In the present study, direct simulation Monte Carlo method is utilized to investigate the effect of obstacles number, location and also injection of a flow on the mixing of flow in a channel with 16 μm length and 1 μm height. A mixing length is defined which is the length at which two species are mixed completely. Eight cases with different blockage ratio are considered to study obstacle effect on the mixing. Blockage ratio shows the reduced flow cross section due to addition of obstacles. In All cases CO2 and N2 gases enters the domain and separated by a splitter plate which extends up to 1/3 of channel. Blockage ratio increasing decreases mixing length up to 10%. Whereas mass flow rate decrease significantly. Flow injection into channel is also studied. Four cases are considered: the first case is simple channel without injection, second case has cross injection, third case has inverse injection, and flow is injected vertically through an obstacle in forth case. Mixing length is increased 17% and 5% for case 2 and case 3, respectively. In case 4, mixing length is decreased 2% due to the obstacle. In case 2 and 3,

کلیدواژه‌ها [English]

  • direct simulation Monte Carlo Simulation
  • mixing length
  • obstacles location
  • blockage ratio
  • flow injection