به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « micro-channel » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • L. L. Feng, C. C. Cao, K. Zhong, H. W. Jia *
    In this study, the flow boiling heat transfer and pressure drop characteristics of refrigerant R134a in micro-channels were experimentally investigated. The tests were performed in circular horizontal micro-channels with inner diameters of 0.5 mm and 1 mm and a heating length of 300 mm. The mass velocities varied from 500 kg/m2s to 2500 kg/m2s, and the heat fluxes varied from 15 kW/m2 to 147 kW/m2. The heat transfer coefficient (HTC) and frictional pressure drop (FPD) were measured and discussed in detail. According to the results, HTC was significantly affected by heat flux, whereas it was independent of mass velocity. Nucleate boiling was the dominant heat transfer mechanism for R134a flow boiling in the micro-channels. In comparison to the 1 mm channel, the 0.5 mm channel shows better performance in heat transfer, with a maximum increase of approximately 22 %. In addition, FPD increased with increasing mass velocity and decreasing channel diameter. Finally, several existing correlations for HTC and FPD were evaluated by comparing them with the experimental values. Tran’s correlation (1996) presented a better agreement in terms of the average HTC, while for the FPD, the model of Kim and Mudawar (2013b) showed good prediction accuracy.
    Keywords: Micro-channel, Flow Boiling, Heat transfer, Frictional pressure drop, Predictive correlations}
  • رضا افراسیابی، نادر پورمحمود حصار*، ایرج میرزایی
    طراحی یاتاقان ها با ساختار هندسی متفاوت و استفاده از مواد افزودنی در کنار روانکارها از جمله راهکارهای پیشنهادی برای بهبود پایداری دینامیکی یاتاقان های ژورنال هیدرودینامیکی هستند. بکارگیری مدل های تحلیلی جدید در ارزیابی عملکرد روانکارهای نوساختار غیرنیوتنی نسبت به معادلات ناویر استوکس امری اجتناب ناپذیر می باشد. سیال تنش کوپل نمونه ای از این مدل هاست که در پژوهش حاضر پایداری یاتاقان های غیرمدور سه لب توسط آن بررسی شده است. به این منظور در ابتدا معادله ی رینولدز حاکم بر روانکاری هیدرودینامیکی یاتاقان ژورنال طول محدود بر پایه مدل تنش کوپل استخراج گردیده است در ادامه با فرض مدل خطی برای اغتشاشات حرکتی مرکز روتور در قالب نوسانات سیکل محدود،. مولفه های فشار دینامیکی و ضرایب سختی و میرایی معادل فیلم روانکار محاسبه شده اند. در نهایت با بررسی همزمان معادله رینولدز و معادلات حرکت روتور، جرم بحرانی و نسبت فرکانس چرخش گردابی مرکز روتور برای تعیین حوزه ی پایداری یاتاقان مشخص شده اند. نتایج از بهبود پایداری و توان میراکنندگی اغتشاشات حرکتی روتور توسط روانکار با افزایش پارامتر مشخصه تنش کوپل حکایت دارند. همچنین تاثیر تغییرات پارامتر مشخصه روانکار با افزایش میزان غیرمدوری یاتاقان های سه لب بطور قابل توجهی افزایش می یابد.
    کلید واژگان: یاتاقان ژورنال غیرمدور سه لب, روانکار تنش کوپل, پایداری دینامیکی, روش اجزاء محدود}
    Reza Afrasiabi, Nader Pormahmod *, Iraj Mirzaee
    The flow of micronutrients into micro channels and the manufacture of micro fluidic devices has been an important topic in recent decades and has been applied to various industries and sciences including biological sciences, pharmaceutical, food, water and wastewater, minerals and more. Many scholars and researchers today are looking for techniques to model two-phase currents of this type. The research method in this paper is based on experimental and numerical methods. Experimental experiments were carried out on a rectangular micro channel with a height of 200 μm. Due to the dilution of the coupling current under investigation, the particle size used is 20, 31.7 and 51.7 microns with a density of 1.05 g / cm3 and a refractive index of 1.59. Also, the studied regime of Stokes with Reynolds number is lower than one and laminar and thus ignores the turbulence effects of the current.As the Reynolds number increases, particle settling decreases
    Keywords: Micro channel, Shear stress, Two Phase, Wall Effects, open foam}
  • Kandassamy K *, Prabu Balakrishnan
    Heat dissipation in electronic circuits is important to maintain their reliability and functionality. In this work, microchannel based bio-inspired flow field models are proposed and numerically analyzed. The proposed flow fields have single to four inlet-outlet pairs. COMSOL is used to do the numerical analysis.  Conjugate heat transfer analysis is done on the quarter sectional models, utilizing bi-axial symmetry of the flow fields to reduce computational cost. Constant heat flux is applied to the base of the proposed heat sinks. The results show that the thermal and hydraulic resistances of the proposed models are lower than traditional micro-channel arrayed heat sinks. The four inlet-outlet pairs model shows a thermal resistance of 0.121 to 0.158 C/W at constant Re inlet condition, achieved with a pumping power of 0.102-0.126W.  Two and four inlet-outlet pair models with aspect ratio 8.6 have a thermal resistance of 0.069 and 0.067 C/W, for pumping powers 2.078 and 4.365 W respectively. The pressure drop of the proposed models is lower than the conventional microchannel arrays.
    Keywords: Micro-channel, Heat sink, Thermal Resistance, Hydraulic resistance, Reynolds number}
  • رضا کاوه، محمد سفید*، محسن مظفری شمسی
    در مطالعه حاضر اختلاط دو سیال با لزجت های متفاوت در یک میکرو کانال مجهز به پره نوسانی منحنی شکل به روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه شبیه سازی شده و اثرات شکل هندسی، سرعت و دامنه نوسان پره منحنی شکل و نسبت لگاریتمی لزجت بر بازده اختلاط بررسی شده است. اکثر مطالعات صورت گرفته، به بررسی اختلاط دو سیال کاملا یکسان پرداخته اند درصورتی که اختلاط زمانی مفهوم پیدا می کند که خواص دو سیال مخلوط شونده متفاوت باشد. همچنین در مطالعات صورت گرفته در زمینه اختلاط، پره در میکرو کانال به شکل استوانه و یا مستطیل در نظر گرفته شده است. در این تحقیق برای اولین بار از پره منحنی شکل جهت اختلاط دو سیال با لزجت متفاوت استفاده شده است. شبیه سازی در عدد رینولدز 80، عدد اشمیت 10 انجام شده و برای پره منحنی از شکل ایرفویل NASA/LANGLEY LS(1)-0417 (GA(W)-1) استفاده شده است. در بررسی اثر شکل هندسی، نتایج نشان داد که بازده اختلاط دو سیال با لزجت یکسان و متفاوت، در میکرو کانال مجهز به پره منحنی شکل بالاتر از میکرو کانال مجهز به پره مستطیل شکل است. نتایج بررسی اثر سرعت و دامنه نوسان پره بر بازده نیز نشان داد که در دامنه های نوسان بررسی شده با افزایش عدد استروهال، بازده نیز افزایش می یابد و بازده اختلاط در دامنه نوسان 5/0 در تمام اعداد استروهال بررسی شده یک مقدار بهینه را دارد. همچنین با افزایش نسبت لگاریتمی لزجت در اعداد استروهال بررسی شده، بازده کاهش می یابد و این کاهش در اعداد استروهال بالا قابل ملاحظه است.
    کلید واژگان: اختلاط, میکرو کانال, لزجت متفاوت, روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه, پره منحنی شکل نوسانی}
    Reza Kaveh, Mohammad Sefid *, Mohsen Mozafari Shamsi
    In the present study, mixing of two fluids of different viscosities in a micro channel with an oscillating curved stirrer was simulated by MRT-LBM and the effect of geometric shape, oscillating speed and amplitude and viscosity logarithmic ratio on mixing efficiency was analyzed. Most researches in this field have studied the mixing of two same fluids but the mixing makes sense when two miscible fluids have different properties. Also in these researches, stirrers in micro channel are considered cylinder or rectangle shape. In this study, a curved stirrer was used for mixing two fluids of different viscosities in micro channel for the first time. The simulation was performed at Re=80 and Sc=10 and NASA/LANGLEY LS(1)-0417 (GA(W)-1) airfoil shape was used for curved stirrer. At the study of geometric shape, results showed that mixing efficiency of two fluids of same and different viscosities in micro channel with oscillating curved stirrer was higher than micro channel with oscillating rectangle stirrer. The results of stirrer oscillating amplitude and velocity survey revealed that increase in Strouhal number causes increase in mixing efficiency on studied oscillating amplitude and Optimum efficiency is on oscillating amplitude 0.5 on all studied Strouhal numbers. Also mixing efficiency decreases with increase of viscosity logarithmic ratio on studied Strouhal numbers and this decrease is noticeable in high Strouhal numbers.
    Keywords: Mixing, Micro channel, Different viscosities, MRT-LBM, Oscillating curved stirrer}
  • ارسلان ترابی، محمدرضا رازفر*

    در سال‌های اخیر ایجاد ساختارهای سه‌بعدی و کانال‌های کوچک هدایت کننده جریان سیال، بر روی مواد نارسانای جریان الکتریکی نظیر پلی‌دی‌متیل سیلوکسان (PDMS)، جهت کاربرد در سیستم‌های الکترومکانیکی و پزشکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. عموما جهت ایجاد میکروکانال در پلی‌دی‌متیل سیلوکسان از فرایند لیتوگرافی استفاده می شود که از جمله محدودیت های این فرایند می‌توان به زمان و هزینه بالای فرایند و دیواره‌های زاویه‌دار اشاره نمود. در تمامی مصارف، عملکرد کانال وابسته به کیفیت سطح آن است. در این پژوهش برای اولین بار فرآیند ماشین‌کاری تخلیه الکتروشیمیایی (ECDM) که با هزینه کم و نرخ براده برداری مناسب قادر به ایجاد کانال‌ بر روی مواد نارسانا است جهت ایجاد میکروکانال در پلی‌دی‌متیل سیلوکسان استفاده شده است. از سایر مزایای این روش می توان به امکان دستیابی به عمق های بالا اشاره کرد. بدین منظور تاثیر پارامترهایی فرایند نظیر غلظت الکترولیت، سرعت دورانی و پیشروی، اختلاف پتانسیل اعمالی  بر کیفیت سطح و زبری سطح بررسی شد. ملاحظه شد که ماشین‌کاری تخلیه الکتروشیمیایی قادر است کانال های با کیفیت سطح مشابه روش لیتوگرافی ایجاد کند. همچنین ملاحظه شد که با کاهش سرعت دورانی از 10000 دور بر دقیقه تا 0، زبری سطح 2 تا 4 برابر افزایش می یابد این امر بدلیل افزایش ضخامت فیلم گاز و افزایش جرقه های سرگردان از سطح ابزار و قطعه کار با کاهش سرعت دورانی رخ می دهد. همچنین مقدار زبری سطح کانال ایجاد شده با افزایش ولتاژ از 38 به 42 ولت، به‌اندازه 36 درصد افزایش می‌یابد. غلظت الکترولیت 25% منجر به بهترین زبری سطح در تمام نمونه شد.

    کلید واژگان: پلی دی متیل سیلوکسان, فرزکاری تخلیه الکتروشیمیایی, میکروکانال, یکپارچگی سطح}
    Arsalan Torabi, Mohammad Reza Razfar *

    In recent years, forming a 3D microfluidic channels on the electrical non-conductive material such as Polydimethylsiloxane (PDMS) in the micro-electromechanical system (MEMS) and medical applications is of great interest. Lithography is the most know process to create patterns on the PDMS however there are a few drawbacks to this process such as high operational cost and time, and sidewall angle. In all applications, the quality of the micro-channel surface determines the performance of it. In this research as innovatively the electrochemical discharge milling (ECDM) which is known for lower operational cost and proper material removal rate (MRR; i.e. process time), and is capable of creating patterns on electrical non-conductive material, was used to form a micro-channel on the PDMS. To that end, the effect of process parameters such as electrolyte concentration, feed rate and cutting speed and voltage on the surface roughness and surface integrity deeply investigated. It was observed that ECDM is capable of creating patterns on the PDMS with surface integrity which is comparable with the lithography microchannel. It is also observed that decreasing the rotational speed from 10000 to 0rpm results in increasing the surface roughness 2 to 4 times. This happens due to the increasing the thickness of the gas film around the tool, and subsequently increasing the flying sparks which results in higher surface roughness. Increasing the Voltage from 38 to 42V results in 36% enhancement of surface roughness. The 25% electrolyte concentration results in lower surface roughness.

    Keywords: Polydimethylsiloxane (PDMS), Electrochemical Discharge Milling, Micro-Channel, Surface Integrity}
  • M. Alibeigi, S. D. Farahani *
    In this paper, the influence of the locating additive or placing porous-medium film on the heat transfer of a micro-channel by injecting fluid from its lower wall is investigated. The boundary condition slip-walls for the lower and higher walls of the micro-channel and orderly, as insulation and constant temperature is considered, respectively results show that the heat transfer increased with increasing Darcy number and the porous-medium film thickness. The consequences disclosed that the place of the porous-film has a substantial effect on heat transfer. The percentage changes observed for cases such the porous layer in the middle of the micro-channel, near the two upper and lower walls, near the upper wall, near the upper wall and in the form of a rib, along the length of the micro-channel with L /3 and L/5 is -14%, 2.25%, 5.46%, 55.53%, 70.5% and 86.27% for nusselt number compared to the porous layer-less state.
    Keywords: Micro-channel, Porous media, heat transfer, nano-fluid}
  • فرهاد صادق مغانلو*، المیرا غضنفری ججین، محمد وجدی حکم آباد، شاپور جعفرقلی نژاد

    مطالعه رفتار سیال در مقیاس میکرو، با نام مایکروفلوییدیک شناخته می شود که در بسیاری از زمینه های علمی مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، تولید قطره در یک میکروکانال به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. دو میکروکانال به روش لیتوگرافی نرم ساخته شدند و نتایج مربوط به تولید قطره در آنها مقایسه شد. با استفاده از دو سیال غیرقابل امتزاج آب (سیال پراکنده) و روغن (سیال پیوسته) و در نسبت های مختلف جریان، فرآیند تشکیل قطره بررسی شد. تصاویر حاصل از مراحل تشکیل و عبور قطرات در میکروکانال ها با استفاده از روش پردازش تصویر تحلیل شد. نتایج حاصل نشان دادند که با افزایش نسبت دبی سیال پراکنده به سیال پیوسته، ضمن افزایش سایز قطرات، فاصله تشکیل قطرات (فاصله بین قطرات تولیدشده) افزایش یافته و فرکانس تولید قطرات کاهش می یابد. همچنین هندسه جدید پیشنهادشده منجر به تولید قطراتی ریزتر با فرکانس تولید بیشتر می شود. با توجه به تغییرات در دبی جریان سیالات مورد بررسی، در هندسه پایه قطر قطرات بین 117 تا 700میکرومتر و در هندسه پیشنهادی بین 46 تا 466میکرومتر است. در هندسه پیشنهادشده علاوه بر کاهش در اندازه قطرات تولیدی فرکانس تولید نیز افزایش می یابد.

    کلید واژگان: میکروکانال, تولید قطره, پردازش تصویر, کشش سطحی}
    F.S. Moghanlou*, E. Ghazanfari Jajin, M. Vajdy Hokmabad, Sh. Jafargholinejad

    The study of micro-scale fluid behavior is known as microfluidics, which has received much attention in many scientific fields. In the current research, the droplet generation in the micro channel has been studied numerically and experimentally. Two micro channels were fabricated by soft lithography method and the results of generated droplets were compared. The process of droplet formation was investigated using two fluids including water (dispersed fluid phase), and oil (continuous fluid phase) at different flow ratios. The images of the droplet formation and crossing steps in the micro channels were analyzed using image processing. The results showed that by increasing the ratio of dispersed to continuous flow, the size of droplets was increased, the droplet formation distance (the distance of the produced droplets) was increased, and the frequency of droplets generation was decreased. Also, the proposed new geometry leads to the production of smaller droplets with higher production frequencies. In the basic geometry, the droplet diameter was observed to be between 117 and 700 micrometers while in the proposed geometry, the diameter of droplets is between 46 and 466 micrometers. In the proposed geometry, the size of the produced droplets decreases, and the production frequency increases.

    Keywords: Micro channel, Droplet Generation, Image Processing, Surface Tension}
  • بهناز ارجمندکرمانی*، یونس بخشان، سعید نیازی

    ددر این تحقیق به بررسی جریان پلاسمای خون که در داخل آن نانو ذرات گلبول سفید،گلبول قرمز و پلاکت با درصد غلظت خون یک انسان بالغ که در داخل یک میکروکانال مستطیلی سه بعدی معلق می باشند، پرداخته شده است .محفظه حول محور عمودی با سرعت زاویه ای ثابت در جهت عکس عقربه های ساعت دوران می-کند و تحت تاثیر جریان الکتریکی مستقیم قرار دارد. نتایج عددی در نانو ذرات گلبول سفید،گلبول قرمز وپلاکت در سیال پلاسما با دو سرعت زاویه ای متفاوت استخراج و مقایسه گردید . حرکت نانوذرات معلق در خون و موقعیت آنها در محفظه بررسی شد. مشاهده گردید که سرعت سیال در صفحات عمود بر محور کانال نا متقارن می باشد و جهت دوران بر روی آن موثر می باشد . با افزایش سرعت زاویه ای ،فشار در امتدادکانال و در راستای محور دوران کاهش می یابد و ماکزیمم مقدار خود را در مرکز کانال دارد . همچنین با بررسی عددی سرعت و نحوه توزیع نانوذرات نتیجه گیری شده است که روند تغییرات سرعت در تمامی نانوذرات یکسان می باشد و سرعت گلبولهای سفید ،گلبولهای قرمز و پلاکت در انتهای کانال بیشتر و خطوط جریان فشرده تر می باشدو محل تجمع نانوذرات در صفحه راست محفظه بیشتر می باشد .

    کلید واژگان: نانوذرات, خون, میکروکانال, جریان الکتریکی, سرعت دورانی}
    Behnaz Arjomand Kermani *, Yones Bakhshan, Saeid Niazi

    In this study, we investigated the flow of blood plasma in which white blood cell, erythrocyte and platelet nanoparticles were suspended with a percentage of actual concentrations inside a three-dimensional rectangular micro channel. The chamber rotates around the vertical axis at constant angular velocity and is affected by electrical double layer .The numerical results on white blood cell, erythrocyte and platelet nanoparticles were extracted in plasma at different angular velocities and the movement of suspended particles in the blood was studied that was observed that in the angular velocity increases, the pressure decreases along the channel and along the axis of rotation of course the velocity has the maximum amount in the center of channel. Numerical studies of the velocity and distribution of particles also show that the velocity variations are the same in all particles and the velocities of white blood cells, erythrocytes and platelets at the end of the channel are more than another place and the streamlines more compact.

    Keywords: Nano Particle, Blood, Micro channel, Electrical double layer, Angular velocity}
  • محمد حامد حکمت*، علی انصاری، مرتضی رحمانپور، صالح سحرخیز

    در این مقاله به شبیه سازی عددی انتقال گرمای جابجایی در چاه های گرمایی میکروکانالی پرداخته می شود. هدف اصلی مطالعه تاثیر قطر، فاصله بین پره ها و ارتفاع پره ها و همچنین سرعت سیال وروردی بر روی دمای متوسط پره ها، دمای میانگین سیال خروجی، تغییرات دمای سیال در راستای طولی میکروکانال و شار گرمایی عبوری از پره ها می باشد. بدین منظور، جریان سیال خنک کن (هوا) عبوری از یک چاه گرمایی میکروکانالی با پره های میله ای که دارای سطح مقطع بیضی شکل هستند و در یک چیدمان خطی قرار گرفته اند شبیه سازی سه بعدی می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که تغییرات قطر و فاصله پره ها و همچنین سرعت سیال ورودی تاثیر بسزایی در میزان انتقال گرمای چاه گرمایی دارد اما تغییرات دمایی ناشی از تغییر ارتفاع پره ها کم می باشد. با افزایش قطر بزرگ بیضی پره، دمای میانگین پره ها و سیال خروجی افزایش می یابد. همچنین، با افزایش فاصله بین دو پره، دمای میانگین پره ها و سیال خروجی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد.

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, میکرو کانال, چاه گرمایی, پره پین شده}
    M. H. Hekmat*, A. Ansari, M. Rahmanpour, S. Saharkhiz

    In this paper, numerical simulation of the convection heat transfer in micro-channel heat sinks is investigated. The main objective of this research is to study the effect of diameter, distance between fins and fins height, as well as the inlet fluid velocity on the average temperature fins, average temperature of fluid at outlet, temperature distribution in longitudinal direction of the micro-channel and heat flux passing fins. For this purpose, the cooling fluid flow passing through a micro-channel heat sinks with bar fins which have the elliptical cross-section and placed in a linear arrangement is simulated using a finite volume method. Simulation results indicate that changes in diameter and distance between the fins as well as the velocity of the inlet fluid have a significant effect on the heat transfer rate of the heat sink, but the temperature variations due to the change in the height of the fins are low.

    Keywords: Numerical simulation, Micro-channel, Heat sink, Pin fin}
  • C. Ahamed Saleel*, A. Algahtani, I. Anjum Badruddin, T. M. Yunus Khan, S. Kamangar, M. A. H. Abdelmohimen

    Abdelmohimen, Both micro electro mechanical systems (MEMS) based and lab-on-a chip (LoC) devices demand efficient micro-scale mixing mechanisms for its effective control which necessitates the quality research towards more efficient designs. A new venture is investigated in those direction with mixing micro-channel constricted with rectangular block under pressure-driven electro-osmotic flow and is numerically simulated by a modified immersed boundary method (IBM), an alternative technique in computational fluid dynamics (CFD). The electro-osmotic flow elucidated by electrical double layer theory when simultaneously considered with pressure driven flow in micro channels can be effectively figured out by the solution of Navier-Stokes equations linked with Nernst-Planck and Poisson equations for transportation of ion and electric field respectively. In this study, the effect of varying the height of rectangular block on the flow and mixing performance are analyzed. A hybrid method, which is a combination of active and passive techniques, is introduced simultaneously in the micro-channel by the electro-osmotic effects and channel constriction. The approach is on the basis of finite volume methodology on a staggered mesh. The governing equations are solved by a time-integration technique based on a fractional step method. The velocity fields are corrected by a pseudo-pressure term to ensure the continuity in each computational time step. The extent of mixing in every cross section of the micro channel is assessed by a suitable mixing efficiency parameter. This study has shed light on the most predominant factors that influence mixing efficiency in a micro-channel, such as geometry of the block, non-dimensional numbers (Reynolds number, Re and Peclet number, Pe), zeta potential, external electric field strength and electrical double layer (EDL) thickness. The maximum efficiency in this micro mixer design is found to be 51.3% for Reynolds number of 0.05 and Peclet number of 450 with the rectangular block height of 0.75. It is clear that both electro osmotic effects and flow perturbations due to channel constriction caused a remarkable improvement in mixing efficiency. The outcomes of this investigation are widely applicable in cooling of microchips, heat sinks of MEMS based devices, drug delivery applications and Deoxyribonucleic acid (DNA) hybridization. The present IBM model is validated by experimental and numerical results from the literature.

    Keywords: Immersed boundary method, Micro-channel, Electro-osmotic flow, Electrical double layer, Mixing, Mixing efficiency, Zeta potential, MEMS}
  • سید ابوذر فنایی*

    در این کار به بررسی تحلیلی دو اثر انتقال گرما و جرمی مخلوط واکنشی غیرهمگن کاتالیزی در یک ریز محفظه با در نظر گرفتن تاثیرات رژیم جریان پرداخته شده است. اهمیت ویژه کار حاضر پیدا کردن عدد نادسن منتخب و بررسی تاثیرات ضرایب پرش جرمی و گرمایی بر مسئله حاضر است. معادلات حاکم شامل معادله انرژی، کسر مولی و مصرف کاتالیزی می باشد و تاثیرات رژیم جریان از طریق شرایط مرزی به این معادلات وارد می شود. نتایج مدل در  سه مقدار مختلف عدد نادسن با مقادیر گزارش شده آزمایشگاهی مقایسه شده اند. برای عدد نادسن 1/0 حداکثر خطای 54/7 درصد نسبت به داده های آزمایشگاهی وجود دارد اما برای اعداد نادسن 01/0 و 001/0 میزان خطا به 4/35 درصد افزایش می یابد. بنابراین عدد نادسن منتخب برای ریزمحفظه کاتالیزی برابر با 1/0 می باشد. بیشترین افزایش مصرف سوخت با افزایش عدد نادسن در اعداد رینولدز پایین رخ داده و میزان این افزایش 2/35 درصد می باشد. همچنین تغییرات نرخ افزایشی مصرف سوخت و کسر مولی سطحی با افزایش عدد نادسن تقریبا با یکدیگر برابر بوده که این امر به دلیل واردشدن سیال از رژیم پیوسته به رژیم لغزش است.

    کلید واژگان: ریزمحفظه, رژیم پیوسته, واکنش سطحی کاتالیزی, پرش حرارتی و جرمی, حل تحلیلی}
    Seyed Abozar Fanaee *

    In this paper, an analytical analysis for thermal and mass transfer effects of a non-homogeneous catalytic mixture into a microchannel is investigated with considering flow regime effects. The importance of the present work is to find out the selective Knudsen number and investigating the possessions of mass and heat jump coefficients on the present problem. The governing equations include energy, molar fraction and catalytic conversion equations, and the effects of flow regime is introduced into the problem through boundary conditions. The obtained results are compared in three different values of the Knudsen number with experimental data. The maximum errors rather than experimental data for Knudsen number equal to 0.1 is 7.54 percent but for Knudsen numbers of 0.01 and 0.001, the errors is increased to 35.4 percent. Therefore, the selective Knudsen number for catalytic micro-channel is equal to 0.1. The greatest increase in fuel conversion with increasing Knudsen number is occurred in the low Reynolds number with a value of 35.2%. Furthermore, the increasing rates of fuel conversion and surface mole fraction with increase of Knudsen number are nearly equal, which this issue is due to entrance of fluid from continuous to slip regime.

    Keywords: Micro-Channel, Continuous Regime, Non-Homogeneous Catalytic Reaction, Thermal, Mass Jump, Analytical Solution}
  • رامین ذاکری*
    در این مقاله، از روش دینامیک ذرات اتلافی جهت شبیه سازی زنجیره پلیمری دوسر گیردار در یک میکروکانال با توجه به حرکت سیال توسط میکروپمپ الکرواسموتیک و اثر پارامترهای موثر بر جابجایی زنجیره پلیمری بررسی خواهد شد. از آنجایی که در این شبیه سازی سیال توسط ریز پمپ براساس قاعده جریان الکترواسموتیک رسانش شده، پارامترهای متاثر همانند پارامتر اثر غلظت یونی، میدان الکتریکی اعمال شده، اثر جنس سطح یا زتا پتانسیل بررسی و تحلیل و اعتبار سنجی شده است. در ادامه، یک زنجیره پلیمری در کانال قرار داده شده بصورتی که دو انتهای آن ثابت می باشد و جریان سیال سبب خواهد شد که زنجیره پلیمری جابجا شود. نشان داده می شود که میزان جابجایی زنجیره علاوه بر متاثر بودن از پارامترهای جریان الکترواسموتیک به پارامترهای اصلی زنجیره پلیمری همانند تعداد گوی ها و خاصیت الاستیسه مابین گوی ها بستگی داشته و بهترین پارامتر کنترل و همچنین جهت حرکت زنجیره پلیمر در حین عملکرد، میدان الکتریکی است. نشان داده شده است که با تغییر میدان الکتریکی از 50 به 150 ولت بر متر بازای 20 گوی میزان جابجایی زنجیره دوبرابر افزایش نموده در حالی که اگر تعداد گوی ها به 40 عدد اضافه شود در ولتاژ 100 ولت بر متر میزان جابجایی حدود 3 برابر افزوده خواهد شد. همچنین اثر موقعیت نصب نیز بررسی شده و نشان داده شده است با تغییر موقعیت نصب از مختصاد عمودی 4 و 4- به 9/5 و -9/5 میکرومتر، بازای جابجایی زنجیره یکسان، میزان میدان الکتریکی به نصف کاهش یافته و میزان نوسان کمتر میشود.
    کلید واژگان: : دینامیک ذرات اتلافی, جریان الکترواسموتیک, میکرو کانال, زنجیره پلیمر}
    R. Zakeri *
    In this paper, DPD method is used to simulate the polymer chain in a micrometers channel with respect to electrosomalic micro pump and the influence of the effective parameters on the displacement of the polymeric chain will be investigated. Also, The effective parameters are validated. In the following, a two fixed ends polymeric chain is placed in the channel and the fluid flow will cause the polymer chain to move. It is shown that the amount of variation of the chain in addition to the influence of the parameters of the electro-osmotic current on the main parameters of the polymer chain is the same as the number of beads and the elastic property between the beads, and the best control parameter as well as the direction of movement of the polymer chain during operation is the electric field. It has been shown that with the change of electric field from 50 to 150 V / m, the amount of chain movement would be twice, while if the number of beads is added to 40, at electric field of 100 V / m, the displacement rate will be increased approximately 3 times. Also, the effect of the position of the installation has been checked and shown by changing the position of the installation from the vertical coordinates 4 and 4 to 9.5 and -9.5 micrometer, with consideration of the same chain movement, the electric field strength decreased by half, and the amount of oscillation decreases.
    Keywords: dissipative patticle dynamics, electro-osmotic flow, micro channel, polymer chain}
  • رامین ذاکری*، رخشاد دشتی گوهری، اسماعیل یداللهی افرایی
    در این مقاله، از روش دینامیک ذرات اتلافی برای شبیه سازی ریز پمپ الکترواسموتیک در نقش قلب یک سیستم پیشران فضایی- شیمیایی استفاده می شود. در این شبیه سازی، بر اساس قاعده جریان الکترواسموتیک، سیال توسط ریز پمپ رسانش و پارامتر های متاثر، مانند ابعاد کانال، ولتاژ اعمال شده و اثر جنس سطح یا زتاپتانسیل بررسی و تحلیل شده است. چگونگی توسعه روش شبیه سازی به منظور اعمال نیروی خارجی (نیروی الکترواسموتیک) و همچنین، چگونگی توسعه روش به کانال با ابعاد یا شرایط متفاوت ارایه شده است. نتایج به دست آمده بررسی پروفیل سرعت در کانال به ازای پارامتر های متفاوت متاثر را شامل می شود. این نتایج با حل تحلیلی مقایسه و اعتبارسنجی شده است. در این بررسی نشان داده شده که روش الکترواسموتیک روشی ایده آل برای انتقال سیال به عنوان ریز پمپ در شرایط مختلف و همچنین، کار بردی در شاخص ریز، مانند ریز ماهواره، است.
    کلید واژگان: دینامیک ذرات استهلاکی, ریزپمپ, جریان الکترواسموتیک, میکروکانال}
    Ramin Zakeri *, Rakhshad Dashti Gohari, Esmaeil Yadollahi
    In this paper, the dissipative particle dynamic method is used to simulate the electrosmotic micro pump as the main part of a spatial-chemical propulsion system. In this simulation, the micro-pump is driven by the principle of  electrosmotic flow.Furthermore,the effective parameters, such as channel dimensions, applied voltage, surface effect, or zeta potential are analyzed. This research focuses on developing a simulation method for applying external force (electrosmotic force) as well as developing a method to a channel with different sizes and conditions. Our results include velocity profile in a channel with different effective parameters. The result were compared with and validated by analytical solution. It was shown that the electrosmotic method is an ideal method for transferring fluid as a micro-pump in different conditions and also in fine-scales applications, such as in micro-satellites.
    Keywords: Dissipative Particle Dynamics, Micropump, Electrosmotic Flow, Micro Channel}
  • J. Khaleghinia, F. Kowsary*, C. Aghanajafi
    In this study, the synthetic jet position was optimized to obtain the maximum rate of heat transfer and the best state of temperature uniformity on a heated surface in micro-channels. Based on micro-channel length, several cases were simulated to investigate the effects of synthetic jet position on the heat transfer rate and temperature uniformity. After that, the synthetic jet position was optimized using the CFD results and the GMDH-MOGA optimization code. The obtained results show that the synthetic jet placement in all longitudinal positions of micro-channel increases the heat transfer rate, although the improvement of temperature uniformity of heated surface decreases at some positions as compared to the micro-channel without synthetic jet. The optimization results show that for obtaining the maximum value of heat transfer and the best state of temperature uniformity on the heated surface, the dimensionless longitudinal position of synthetic should be between 0.45 and 0.65. The maximum rate of heat transfer and the best state of temperature uniformity have been observed in the vicinity of lower and upper bounds of this range, respectively.
    Keywords: : Micro-channel, Synthetic jet, Position, Optimization}
  • سید ابوذر فنایی*، مینا رجایی
    در این مطالعه به بررسی تحلیلی دو اثر انتقال حرارتی و جرمی مخلوط واکنشی تحت اثر سطح کاتالیزی در یک ریزمحفظه با در-نظر گرفتن تاثیرات رژیم پیوسته پرداخته شده است. در این مسئله عدد نادسن کوچک تر یا مساوی 1/0 در نظر گرفته شده و جریان در رژیم پیوسته یا سرش قرار دارد. نتایج حل در سه مقدار مختلف عدد نادسن با مقادیر گزارش شده آزمایشگاهی مقایسه شده که داده های مربوط به عدد نادسن برابر با 01/0 در کلیه نقاط بیشترین نزدیکی با داده های آزمایشگاهی را دارند.
    کلید واژگان: ریزمحفظه, رژیم پیوسته, واکنش غیرهمگن کاتالیزی, پرش حرارتی و جرمی, حل تحلیلی}
    Sayyed Aboozar Fanaee *, Mina Rajaee
    In this paper, the analytical investigation of two thermal and mass transfer effects for non-homogeneous catalytic reaction mixture into a micro-channel has been achieved considering the continuous regime properties. In this problem, the Knudsen number is considered smaller than 0.1 where the flow is in the continuous or slip regime. The governing equations are consisting of energy, mole fraction and catalytic conversion where the wall effects have been achieved from thermal and mass jump boundary conditions. The solution results at three different values of Knudsen number are compared with experimental data, and at all points, when the Knudsen number is equal to 0.01 the best validity by experimental data be available. The results of slip-jump solution, with maximum error of 2.54%, has a better validated experimental values than based modeling data without slip and jump condition, with maximum error of 26.6%. The greatest increase in fuel conversion occurs at low-level Reynolds number, with a value about 80.04%. Increasing thermal jump effect coefficient, normalized temperature reduces while with increase in mass jump effect coefficient, fuel conversion decreases and surface mole fraction increases.
    Keywords: Micro-Channel, Continuous Regime, Non-Homogeneous Catalytic Reaction, Thermal, Mass Jump, analytical solution}
  • محسن نظری *، محمدحسن کیهانی، هاجر محمدزاده ثانی
    در این مقاله از روش شبکه بولتزمن دوفازی برای شبیه سازی تشکیل و جدایش قطره از ترکیب دو سیال مخلوط نشدنی استفاده شده است. هدف این تحقیق بررسی فرآیند تشکیل قطره سیال غیرنیوتونی در یک فاز پیوسته نیوتونی داخل یک میکروکانال هم محور می باشد. در این شبیه سازی، مدل غیرنیوتونی کاریاسودا برای شبیه سازی سیال غیرنیوتونی به کار گرفته شده است. اعداد بی بعد مهم در این مطالعه، عدد مویینگی (نسبت بین نیروی لزجت و نیروی کشش سطحی) و نسبت سرعت ورودی دوفاز می باشند. در این تحقیق تاثیر ضریب کاریاسودا، عدد مویینگی و نسبت سرعت بر فرآیند تشکیل قطره، اندازه، فرکانس تشکیل قطرات و طول جدایش بررسی گردیده است. صحت سنجی مناسبی نیز در حالت دوفاز با ارائه یک حل تحلیلی ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش ضریب غیرنیوتنی در مدل، زمان شروع جدایش قطره و طول جدایش اولین قطره کاهش می یابد. افزایش عدد موئینگی نیز منجر به کاهش طول جدایش می شود. با کاهش نسبت سرعت بین دو فاز، کاهش عدد موئینگی و افزایش ضریب مدل کاریاسودا، اندازه قطره تشکیل شده کاهش می یابد. تاثیر ضریب غیرنیوتنی بر فاصله بین قطرات نیز بررسی شد به گونه ای که با افزایش این ضریب، فرکانس تشکیل قطره افزایش و فاصله بین قطرات کاهش می یابد.
    کلید واژگان: میکروکانال, روش شبکه بولتزمن, سیال غیرنیوتونی, قطره}
    M. Nazari *, M. H. Kayhani, H. Mohamadzade
    The intermolecular potential model of the lattice Boltzmann method is used to simulate the droplet formation and breakup process of mixing of immiscible fluids. The aim of this research is to investigate non-Newtonian droplet formation in Newtonian continuous phase in a co-flowing micro-channel. The dimensionless numbers such as Capillary and velocity ratio are the most important dimensionless numbers in determination of fluid flow characteristics in the micro-channel. The influences of capillary number, nonNewtonian index and velocity ratio are studied on the droplet formation. The final droplet size, droplet generation frequency and detachment point of the droplet are completely analyzed. The results reveal that with increasing the non-Newtonian index, the required time for detachment of the droplet and the formation length is decreased. Increasing the Capillary number leads to a reduction in the detachment length. The size of droplet is also decreased due to the reducing velocity ratio and Capillary number. Moreover, the effect of non-Newtonian index on the distance between the droplets is checked.
    Keywords: micro-channel, lattice Boltzmann method, non-Newtonian fluid, droplet}
  • بهروز بهروزی، مجید قاسمی*
    با توسعه ابعاد ریز در سیستم های مکانیکی، علاقه بشر به تاثیر این مقیاس کوچک بر روی جریان و انتقال حرارت در میکروکانال ها معطوف شده است. در سنسورهای تشخیص گاز برای هدایت جریان گاز، نیاز به کانال می باشد. با پیشرفت علم، مطالعات بر روی کوچک کردن ابعاد این نوع کانال ها باعث بوجود آمدن میکرو سنسورها شده است. میکرو سنسورهای اکسید فلز برای تشخیص گازهایی از قبیل O3، SO2، CO2، NO، NH3، CH4 و غیره بکار می روند. این میکرو سنسورها دارای اندازه کوچکتر، ارزان تر و توان کمتر می باشند. هدف از این مقاله بررسی عددی تاثیر قطر و ضخامت دیواره بر روی دما و سرعت گاز ورودی تحت تاثیر خزش حرارتی می باشد. معادلات دیفرانسیلی غیر خطی حاکم بر مسئله بقای جرم، مومنتوم، انرژی و گونه ها می باشد که توسط کد تجاری حل شده اند. کانال به صورت دو بعدی فرض شده است. و از آنجاییکه عدد نادسن بین 0.01 و 0.1 می باشد، شرایط مرزی لغزش و معادلات ماکسول استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش ضخامت دیواره دمای گاز ورودی افزایش و سرعت گاز کاهش می یابد؛ همچنین با افزایش قطر کانال، دمای گاز ورودی کاهش و سرعت گاز افزایش می یابد.
    کلید واژگان: میکرو کانال, خزش حرارتی, شبیه سازی دمایی, شرایط لغزش}
    Behrooz Behroozi, Majid Ghasemi *
    With the development of micro-mechanical systems, human became interested in concentrating on the small-scale impact on the flow and heat transfer in micro-channels. A micro-channel is required for a gas sensor to guide the gas flow. Reducing the size of channel has lead the scientist to concentrate on micro-sensor. Metal oxide gas micro-sensors are used to detect gases such as O3, SO2, CO2, NO, NH3, CH4 and etc. Metal oxide gas micro-sensors are small in size, low cost in fabrication and consume little power. The purpose of the current study is to numerically investigate the micro-channel wall thickness and diameter on gas inlet temperature under the influence of thermal creeping. The governing nonlinear differential equations, mass, momentum, energy, and species, are coupled and solved by a commercial code. The channel is assumed to be two dimensional. Since the Knudsen number is between 0.01 and 0.1, the slip boundary condition, Maxwell equation, is utilized. The result shows that as wall thickness increases the gas inlet temperature increases and temperature difference between gas inlet and outlet decreases. On the other hand as channel diameter decreases the gas inlet temperature increases.
    Keywords: micro-channel, thermal creep, thermal simulation, slip condition}
  • حسن کارگرپیشبیجاری، سید جمال حسینی پور، حامد جمشیدی اول
    صفحات دوقطبی فلزی از کلیدی ترین اجزای پیل سوختی می باشند که به عنوان بهترین جایگزین به جای صفحات گرافیتی محسوب می شوند. انتخاب فرایند شکل دهی مناسب، تاثیر زیادی در هزینه تمام شده و کیفیت صفحات تولید شده ایجاد می کند. از فرآیندهای نو در ساخت صفحات دوقطبی فلزی شکل دهی با دمش گاز می باشد. در این پژوهش شکل پذیری صفحات آلومینیوم 8111 با ضخامت 200 میکرون در قالب های شیاری مقعر مورد بررسی قرار گرفت. شکل دهی داغ ورق فلزی در دماهای300 و 400 درجه سانتی گراد و در فشارهای 20تا 40 بار مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی پروفیل پرشدگی در الگوی شیاری مستقیم صفحات دوقطبی شکل داده شده در مقاطع مختلف کانال ها، میزان درصد پرشدگی، نازک شدگی و پارگی در مقاطع مختلف شیارهای قالب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با کاهش نسبت عمق به عرض کانال از مقدار (75/ 0> h/w)، میزان شکل پذیری ورق افزایش می یابد و با افزایش نسبت عمق به عرض کانال از (5/ 0< h/w)، میزان عمق شکل گیری کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش زاویه دیواره کانال(0-∝) به (15∝)، میزان شکل پذیری وررق بدون ایجاد پارگی دارای بشترین میزان شکل پذیری ورق در قالب شیاری مقعر می باشد.
    کلید واژگان: میکرو کانال, صفحات دوقطبی فلزی, شکل دهی با دمش گاز, آلیاژ آلومینیوم 8111}
    Hassan Kargar Pishbijari, Seyed Jamal Hosseinipour, Hamed Jamshidi Aval
    Metal bipolar plates are key components in fuel cells that are considered as the best alternative to replace graphite plates. Material selection in bipolar plates depends on its weight and corrosion resistance. Metallic bipolar plate can be considered as the best alternative instead of graphite and composite plates. One of the new processes in order to produce this plat is gas blow forming process. In this study, forming of AA8111 bipolar plates with 200 µm thickness in concave groove dies is investigated by gas blow forming process at various pressures (20, 30 and40 bar) and temperatures (300 and 400 ° C). The filling percent of die at various wall angles and depth to width ratios are examined. According to the dimension of channels, maximum and minimum thinning percentage at high temperature and pressure are investigated. Results show that at wall angle of ∝=0, and the depth to width ratio of h/w=0.5, rupture occurs at pressure of 20bar and at temperature of 300° C and at pressures of 20 and 40 bar at temperature of 400° C. The best channel filling with lowest thinning obtained at ∝=15 and h/w=0.5.
    Keywords: Micro channel, Metallic bipolar plates, Gas blow forming, Aluminum alloy 8111}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال