توصيفگر ها :
ميكروكانال , ميكرولوله استوانه اي , محيط متخلخل , نفوذپذيري
چكيده فارسي :
چكيده
جريان سيال در ميكروكانالها، به‌طور گستردهاي مورد مطالعه قرار گرفته است. ميكروكانال كاربردهاي متعددي ازجمله مهندسي زيست، ميكروپمپها و ميكرولولههاي حرارتي دارد. از مزاياي ميكروكانالها كاهش وزن، حجم و ميزان مواد مصرفي است. با استفاده از ضريب انتقال حرارت بالا در ميكروكانالها، ميتوان اندازه مبدل حرارتي را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. كاهش قطر ميكروكانالها در بيشتر مبدلهاي حرارتي فشرده، باعث افزايش ضريب انتقال حرارت بواسطه سطح وسيع‌تر در واحد حجم مي‌شود. بسياري از خصوصيات جريان درون ميكروكانالها ناشناخته ميباشد، ميكروكانال شامل محيط متخلخل از جمله اين مباحث ناشناخته ميباشد. در اين پژوهش با استفاده از نرمافزار فلوئنت، شبيهسازي جريان سيال داخل ميكروكانال با محيط متخلخل انجام شده است. شرايط جريان درون ميكرولولههاي استوانهاي با چيدمان مثلثي و ششضلعي، اثر تغيير ابعاد بر جريان سيال درون محيط متخلخل با تغيير قطر ميكرواستوانه، ارتفاع ميكروكانال، تغيير عرض و طول ميكروكانال مورد بررسي قرار گرفته است. علاوه بر اين، تغييرات نفوذپذيري و تغيير سيال عامل بر جريان سيال درون محيط متخلخل با درنظر گرفتن چهار سيال اتيلن گليكول يا همان ضد يخ، فلورينرت از نوع FC-77، روغن اتومبيل و آب مورد مطالعه قرار گرفته است. در تمامي بخشهاي ياد شده تغييرات پارامترهاي افت فشار، نيروي پسا، سرعت متوسط و بيشينه، نسبت F/μU و ضريب اصطكاك برمبناي سرعت، بررسي شده است. نتايج نشان ميدهد كه بيشترين افت فشار به ترتيب مربوط به روغن موتور، اتيلن گليكول، آب و فلورينرت ميباشد. با مقايسه سيال عامل مبدلهاي حرارتي ميتوان به ارزش سيال فلورينرت پي برد كه كمترين افت فشار را در مقايسه با آب و اتيلن گليكول دارد.
چكيده انگليسي :
Abstract:
Microchannel is applicable to a wide range of fields including bioengineering, micropumps and thermal microtubes. Microchannels reduce weight and volume of structures. For example, by using high heat transfer coefficient in the microchannel, size of the heat exchanger can be greatly reduced. In contrast, diameter reduction of the microchannel, increases the heat transfer coefficient. Simulation of fluid flow inside microchannel with the porous medium has been performed, using the Fluent software. In this study fluid flow inside cylindrical microtube with triangular and hexagonal arrays, dimensional change on the fluid flow in porous medium as a result of changing the diameter of the microcylinder, microchannel height, width and length have been investigated. In addition, changes in permeability have been studied. Also, characteristics of four different fluids inside the porous medium have been compared. Effect of changes in pressure drop, drag force, average and maximum velocity, F/μU ratio and friction coefficient based on velocity have been considered. Results show that the highest pressure drop is related to car oil, ethylene glycol, water and Fluorinert, respectively. Comparing fluid reveals that Fluorinert has lower pressure drop than water and ethylene glycol.
