تشکیل و جدایش قطره غیرنیوتونی در جریان دو فازی داخل یک میکروکانال هم محور

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.