13968

بررسي مدل سازي ها و شبيه سازي هاي استخراج به وسيله ريزسيالش

1402

دكتر شاهرخ شاه حسيني

استخراج به ويژه نوع مايع مايع ، يكي از تكنيك‌هاي اصلي جداسازي در مهندسي شيمي است كه به‌ طور گسترده در صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در سال‌هاي اخير، استفاده از ميكروسيالات و ميكروكانال‌ها به دليل بهبود كارايي انتقال جرم و افزايش نسبت سطح به حجم ، توجه بسياري از محققان را به خود جلب كرده است. اين فناوري‌ها منجر به كاهش مصرف انرژي و افزايش بهره ‌وري در فرايندهاي جداسازي شده‌اند ؛ مطالعات انجام‌شده در اين حوزه عمدتاً بر مدل‌سازي و شبيه‌سازي جريان‌هاي چندفازي تمركز دارند كه از جمله آن‌ها مي‌توان به شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) اشاره كرد. در شبيه‌سازي‌هاي CFD، روش‌هايي مانند VOF (حجم سيال) ، EE (اولرين-اولرين) ، EL (اولرين-لاگرانژ) و تعيين ارتفاع مايع براي تحليل جريان‌هاي چندفازي به كار مي‌روند و روش هايي هم براي رديابي فصل مشترك و نحوه عملكرد و دقت آن ها بررسي شد ؛ عوامل متعددي مانند : خواص فيزيكي مواد، هندسه ميكروكانال‌ها، الگوها و رژيم هاي جريان جريان ، افت فشار و ضرايب انتقال جرم بر عملكرد ميكروسيستم‌هاي استخراج اثرگذار هستند ؛ الگوهاي جرياني با نسبت هاي سطح به حجم متفاوت بيشترين تاثير را بر اين سيستم ها دارند كه خود تابع عواملي مانند : خواص ترشوندگي و سيال ، سرعت ها و نسبت آن ها ، عوامل هندسي و ... هستند . علاوه بر اين ، استفاده از نيروهاي خارجي نظير ميدان‌هاي الكتريكي و امواج اولتراسونيك يا افزودن موانع در مسير جريان ، تأثير چشمگيري بر بهبود كارايي فرايند استخراج داشته‌اند. اين فناوري‌ها به بهينه‌سازي جداسازي مواد در مقياس‌هاي كوچك كمك كرده و به توسعه‌هاي نوآورانه در زمينه‌هاي مختلف علمي و صنعتي منجر شده‌اند ؛ اين مطالعات نشان داده‌اند كه استفاده از ميكروسيالات در استخراج مايع-مايع ، در صنايع مختلف مورد استفاده داروسازي ، شيميايي ، بيوتكنولوژي و ... امكان تشديد فرايند ، كاهش مصرف مواد و انرژي و افزايش دقت و كنترل بر فرايندهاي جداسازي را فراهم مي‌آورد. شبيه‌سازي CFD نيز به عنوان ابزاري قدرتمند در بهينه‌سازي اين فرايندها كاربرد گسترده‌اي يافته است.

10/13/2024 12:00:00 AM

84317

1403/08/01

Investigation of Modeling and Simulations of Extraction Using Microfluidics

استخراج , شبيه‌سازي , مدل‌سازي , ريزسيال , انتقال جرم

Extraction , Simulation , Modeling , Microfluidics , Mass Transfer