بررسي عددي تشكيل قطره در ميكرو كانال جريان متمركزشده به روش المان محدود و با استفاده از روش لولست

تحقيق حاضر يك حل عددي از جريان دوفازي تراكم ناپذير با استفاده از نرم‌افزار كامسول است. هندسه موردمطالعه يك ميكرو كانال از نوع جريان متمركزشده است كه در آن دو سيال انحلال ناپذير از مرزهاي ورودي تزريق مي‏شوند. هدف تحقيق حاضر بررسي تأثير نسبت دبي و نسبت لزجت بين دو فاز بر رفتار فازها و تعيين اندازه و فاصله بين آن‏ها و فركانس تشكيل است. اين ميكرو كانال‌ها داراي كاربردهايي مانند داروسازي و دارورساني، توليد مواد آرايشي و بهداشتي، مواد غذايي و مهندسي پزشكي هستند. در اين تحقيق براي رديابي فصل مشترك بين فازها معادله لولست اضافه مي‏شود. تاكنون تحقيقات كمي روي اين هندسه انجام شده كه بيشتر آن‌ها آزمايشگاهي بوده و كمتر به مطالعه عددي روي رفتار آن‏ها پرداخته شده است ضمن اينكه بررسي مشخصي بر روي فاصله قطرات و نيز توزيع فشار بين فازها انجام نشده است. در اين تحيق به بررسي تأثير پارامترهاي مؤثر در مسأله به طور همزمان با تمركز بر اعداد بدون بعد معرفي شده پرداخته شد و از روش لولست در بررسي رفتار جريان‏هاي دوفازي استفاده شد. نتايج نشان مي‏دهند افزايش نسبت دبي يا عدد مويينگي باعث كاهش اندازه قطرات توليدي و افزايش فركانس توليد قطره شده و نيز فاصله بين آن‌ها افزايش مي‏يابد ولي در نسبت دبي‏هاي ثابت، با افزايش نسبت لزجت فركانس توليد كاهش مي‏يابد. توزيع فشار بين دو فاز يك رفتار تناوبي داشته و در ورودي فازها ابتدا فاز گسسته داراي فشار بيشتري نسبت به فاز پيوسته است ولي با رشد قطره اين رفتار تغيير مي‏كند.