شماره ركورد
10339
پديد آورنده
مهدي گنجي، اميرحسين ياقوت، محمدامين نوشآبادي
عنوان
بررسي تأثير هندسه ميكروكانال بر استخراج مايع-مايع
مقطع تحصيلي
كارشناسي
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال فارغ التحصيلي
1405
استاد راهنما
دكتر احمد رهبر كليشمي
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي گنجي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/07
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
عنوان به انگليسي
Investigating the Effect of Microchannel Geometry on Liquid-Liquid Extraction
چكيده
ميكروكانالها به دليل دارا بودن نسبت سطح به حجم بالا و امكان انتقال جرم و حرارت كارآمد، نقش كليدي در پيشبرد فرآيندهاي جداسازي پيشرفته مانند استخراج مايع-مايع ايفا ميكنند، كه كارايي آنها به شدت تحت تأثير طراحي هندسي قرار دارد. در اين پژوهش، به منظور بررسي نظاممند تأثير شكل هندسه ميكروكانال بر عملكرد جداسازي، تحليل عددي جامعي بر روي سه هندسه پركاربرد Y شكل، T شكل و PSI شكل انجام شد كه معيار ارزيابي، درصد جداسازي با در نظرگيري تغييرات ميدانهاي غلظت، سرعت و فشار بود. براي دستيابي به اين هدف، مدلسازي بر پايه حل همزمان معادله ناوير-استوكس براي سيالات نيوتني تراكمناپذير و معادله انتقال-حركت تودهاي استوار گرديد، به طوري كه هندسههاي دو بعدي متقارن با در نظرگيري فرضيات مناسب و اعمال شرايط مرزي واقعگرايانه، در محيط نرمافزار كامسول مولتيفيزيكس مشبندي و با بهرهگيري از روش عددي المان محدود حل شدند و روند شبيهسازي به صورت كاملاً سيستماتيك و با انجام آزمون استقلال از شبكه به منظور حصول اطمينان از دقت نتايج، پيادهسازي گرديد. نتايج حاصل نشان داد كه اگرچه هندسه PSI شكل به دليل ايجاد ناحيه تماس وسيعتر و پايدارتر بين دو فاز، از نظر كيفي بالاترين بازده جداسازي را ارائه ميدهد، اما پيچيدگي ذاتي طراحي و دشواريهاي ساخت و پيادهسازي عملي، كاربرد گسترده آن را در سيستمهاي ريزسيالي متعارف با چالش مواجه ميسازد؛ در مقابل، هندسه Y شكل با وجود دستيابي به راندمان جداسازي كمتر، به دليل سادگي طراحي، پايداري هيدروديناميكي مطلوب، قابليت تحليلپذيري بالا و انعطاف در تنظيم پارامترهايي مانند زاويه ورودي، به عنوان هندسهاي بهينهسازيپذير و كاربردي شناخته شد كه پتانسيل بالايي براي دستيابي به كارايي قابل قبول در كنار پيچيدگي ساختاري و هزينههاي توليد پايينتر دارد. به طور كلي، اين پژوهش با ارائه تحليل مقايسهاي كمي، چارچوبي براي انتخاب آگاهانه هندسه ميكروكانال بر اساس توازن بين بازده جداسازي و ملاحظات عملي طراحي فراهم مينمايد و بر برتري هندسه Y شكل به عنوان گزينهاي متعادل و مرجع براي توسعههاي آتي تأكيد ميورزد.
كليدواژه ها
هندسه ميكروكانال , استخراج مايع-مايع , شبيهسازي عددي , نرمافزار كامسول مولتي فيزيك