• شماره ركورد
    33919
  • پديد آورنده

    عليرضااحمدي

  • عنوان
    مطالعه تجربي اثر ايجاد آب‌گريزي روي موانع اختلاط داخلي بر جريان دوفازي مايع-مايع در ريزمجرا
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/7/23
  • استاد راهنما
    سلمان موحدي راد
  • استاد مشاور
    محمدامين ثباتي
  • دانشكده
    مهندسي شيمي،نفت و گاز
  • چكيده
    در سال‌هاي اخير، فناوري ريزسيالش به‌دليل قابليت‌هاي گسترده در حوزه‌هايي نظير داروسازي، مهندسي شيمي و زيست‌فناوري، اهميت ويژه‌اي يافته است. يكي از چالش‌هاي اساسي در اين حوزه، بهبود فرآيند اختلاط در جريان‌هاي دوفازي در مقياس ريز است. هدف از اين مطالعه، ارزيابي نقش آبگريزي سطح در بهبود فرآيند شكست فاز پراكنده و يكنواختي اندازه قطرات بود. براي اين منظور، ابتدا سطح مانع مارپيچ با نانولايه اكسيد مس اصلاح و زاويه تماس آن از °70.5تا °143.78 افزايش يافت كه نشانگر آبگريزي قوي سطح بود. نتايج نشان داد اعمال پوشش آبگريز منجر به كاهش مؤثر اندازه متوسط قطرات و بهبود تمركز آنها مي‌شود. در حالت بدون مانع، اندازه متوسط قطرات حدود 2.55 ميلي‌متر بود كه با افزودن مانع فلزي بدون پوشش به 2.35 ميلي‌متر (كاهش 21.11٪) رسيد. پس از اعمال پوشش آبگريز، اندازه متوسط قطرات به 1.55 ميلي‌متر كاهش يافت (كاهش 30.55٪ نسبت به حالت اوليه) و يكنواختي توزيع اندازه قطرات تا 77.77٪ افزايش يافت. بررسي‌هاي تصويري و آماري نشان دادند كه كاهش انرژي سطحي و چسبندگي بين فاز آبي و سطح مانع، تشكيل قطرات كوچكتر، متمركزتر و پايدارتر را در همه دبي‌ها ممكن ساخته است. در مجموع، اصلاح آبگريز سطح موجب افزايش راندمان شكست فاز، بهبود اختلاط و يكنواختي ساختاري جريان دوفازي در ميكروكانال شد همچنين، استفاده از پوشش اكسيد مس ؛به شكل‌گيري ساختارهاي منظم‌تر، يكنواخت‌تر و قابل پيش‌بيني‌تر انجاميد. اين نتايج نشان مي‌دهد كه به‌كارگيري سطوح آب‌گريز در طراحي ريزكانال‌ها مي‌تواند به عنوان روشي مؤثر و كم‌هزينه براي ارتقاي عملكرد اختلاط‌گرهاي غيرفعال و بهبود راندمان اختلاط در سامانه‌هاي ريزسيالي مورد استفاده قرار گيرد..تصوير برداري از آزمايش و تبديل آنها به عكس صورت گرفت سپس تحليل داده‌ها با نرم‌افزار ImageJ انجام گرفت و يك كد پردازش تصوير در محيط پايتون براي تشخيص قطره‌ها استغاده شد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/08/05
  • عنوان به انگليسي
    Experimental study of the effect of creating hydro‎phobicity on internal mixing barriers on liquid-liquid two-phase flow in microchannels
  • تاريخ بهره برداري
    10/15/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    عليرضا احمدي

  • چكيده به لاتين
    In recent years, microfluidic technology has gained special importance due to its wide capabilities in fields such as pharmaceuticals, chemical engineering an‎d biotechnology. One of the main challenges in this field is to improve the mixing process in two-phase flows at a microscale. The aim of this study was to eva‎luate the role of surface hydro‎phobicity in improving the dispersed phase breakdown process an‎d dro‎plet size uniformity. For this purpose, first, the surface of the helical barrier was modified with a copper oxide nanolayer an‎d its contact angle was increased from 70.5° to 143.78°, indicating strong surface hydro‎phobicity. The results showed that the application of hydro‎phobic coating effectively reduced the average dro‎plet size an‎d improved their concentration. In the case without barrier, the average dro‎plet size was about 2.55 mm, which was reduced to 2.35 mm (21.11%) by adding an uncoated metal barrier. After applying the hydro‎phobic coating, the average dro‎plet size was reduced to 1.55 mm (a 30.55% reduction compared to the initial state) an‎d the uniformity of the dro‎plet size distribution increased to 77.77%. Visual an‎d statistical studies showed that the reduction in surface energy an‎d adhesion between the aqueous phase an‎d the barrier surface enabled the formation of smaller, more concentrated, an‎d more stable dro‎plets at all flow rates. Overall, the hydro‎phobic surface modification increased the efficiency of phase breakage, improved mixing, an‎d structural uniformity of the two-phase flow in the microchannel. Also, the use of copper oxide coating led to the formation of more regular, uniform, an‎d predictable structures. These results indicate that the use of hydro‎phobic surfaces in the design of microchannels can be used as an effective an‎d low-cost method to enhance the performance of passive mixers an‎d improve mixing efficiency in microfluidic systems. The experiment was photographed an‎d converted into images. Then, data analysis was performed with ImageJ software, an‎d an image processing code in Python was used to detect dro‎plets.
  • كليدواژه هاي فارسي
    ريزمجرا , ريزاختلاط‌گر , پوشش آبگريز , پردازش تصوير , جريان دوفازي , ريزسيالش
  • كليدواژه هاي لاتين
    Microchannel , Micromixer , Hydro‎phobic coating , Image processing , Two-phase flow , Microfluidics
  • Author
    Alireza Ahmadi
  • SuperVisor
    Salman movahedi rad