مطالعه عددی تشکیل قطره در میکروکانال Y-شکل با زوایای اتصال مختلف

حرکت قطرات در میکروکانال ها کاربردهای زیادی، از جمله کپسوله نمودن دارو، آنالیز DNA و حمل دارو دارد. در این مقاله، فرآیند تشکیل قطرات در میکروکانال Y-شکل، بصورت عددی، شبیه سازی می شود. به این منظور، از نرم افزار Ansys Fluent استفاده می شود. کار عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین اعتبارسنجی شده است. مقایسه بین نتایج نشان می دهد که شبیه سازی حاضر انحرافی کمتر از 10 درصد با مطالعات آزمایشگاهی محققان پیشین دارد. تاثیر تغییر نسبت جریان (2/25≥Q≥6/0) روی الگوی جریان، اندازه قطره، فاصله بین قطرات و زمان شکست برای چهار زاویه بین ورودی میکروکانال (45، 90، 135 و 180 درجه) با جزییات انجام شده است. سه نوع رژیم جریان: فشاری، چکیدن و موازی ملاحظه شد. نتایج نشان می دهند زاویه بین ورودی های میکروکانال 135، زاویه بهینه برای تولید کوچکترین قطرات می باشد. همچنین مشاهده می شود که در زاویه بهینه با افزایش نسبت جریان از 6/0 به 2/25، اندازه و زمان بی بعد قطرات به ترتیب 83/3 و 33/3 برابر کاهش می یابد. هرچند این پارامتر اثر معکوس روی فواصل مابین قطرات دارد بطوریکه که منجر به افزایش 33/4 برابری فواصل مابین قطرات تشکیل شده می شود.