مطالعه عددی میدان جریان سیالات غیر نیوتنی در میکروکانالها

در تحقیق حاضر، میدان جریان سیالات غیر نیوتنی مدل تابع نمایی (Power law) در میکروکانالهای لوله ای با فرض لغزش در دیواره، بصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان بصورت دوبعدی متقارن محوری، آرام، تراکم ناپذیر و حالت پایدار در نظر گرفته شده و از مدل تابع نمایی برای سیال غیر نیوتنی استفاده شده است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی و مومنتوم بر اساس متغیرهای خاصی بدون بعد شده و سپس به روش عددی اختلاف محدود بر مبنای حجم کنترل، با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. توزیع سرعت محوری، تغییرات سرعت ماکزیمم در وسط لوله در مسیر میکروکانال و تغییراتf.Re در مسیر میکرو کانال و بررسی اثر تغییر شاخص تابع نمایی(Power law index) و ضریب لغزش ارائه شده اند. نتایج نشان می دهند که ضریب f.Re و سرعت ماکزیمم با افزایش شاخص تابع نمایی افزایش می یابند و افزایش ضریب لغزش در مورد سیالات شبه، پلاستیک و دایلاتنت تاثیر مشابهی گذاشته و موجب کاهش تنش در دیوارهf.Re و سرعت ماکزیمم در مسیر میکرو کانال می گردد. تاثیر لغزش بر رفتار سیال با افزایش شاخص تابع نمایی بیشتر می گردد در نتیجه تاثیر لغزش بر سیالات دایلاتنت که شاخص تابع نمایی بزرگتر از یک دارند، بیشتر از سیالات شبه پلاستیک که شاخص تابع نمایی کوچکتر از یک دارند، می باشد.

کلیدواژه ها:

میکرو کانال ، میکرو لوله ، غیرنیوتنی ، مدل تابع نمایی ، لغزش در دیواره