شبیه سازی عددی جداسازی ذرات در جریان سیال در میکروکانال مرکب متشکل از ناحیه مارپیچ و آکوستیکی

جداسازی ذرات، کاربردهای زیادی هم در پزشکی و بیولوژی و هم در صنعت دارد. در این پژوهش جداسازی ذرات پلی استایرن با قطر 10، 20 و 30 میکرومتر در جریان سیال در یک میکروکانال بررسی می شود. میکروکانال از یک ناحیه مارپیچ و یک ناحیه مستقیم ولی تحت اثر امواج آکوستیکی یا صوتی تشکیل شده است. در ناحیه مارپیچ، ذرات تحت اثرات هیدرودینامیکی جداسازی اولیه می شوند؛ سپس ذرات وارد ناحیه مستقیم میکروکانال می شوند و جداسازی نهایی ذرات تحت تاثیر نیروی ناشی از امواج صوتی صورت می گیرد. اثر فرکانس امواج صوتی و تعداد حلقه های ناحیه مارپیچ بر جداسازی بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که برای ابعاد و پارامترهای جریان تعیین شده، در فرکانس 1 مگاهرتز موج صوتی و تعداد حلقه های 2 برای ناحیه مارپیچ میکروکانال، ذرات در انتهای مسیر، در موقعیت مناسبی برای جداسازی نسبت به یکدیگر قرار دارند. علاوه بر آن، نتایج به دست آمده نشان می دهد که جداسازی ذرات با این سیستم ترکیبی نسبت به روش های ساده عملکرد بهتری دارد و نرخ جداسازی می تواند 100 درصد نیز باشد.