توصيفگر ها :
جريان ميكرو , اثرمويينگي , زاويه تماس , پمپ مويينگي , شبيهسازي عددي
چكيده فارسي :
امروزه استفاده از تجهيزات در ابعاد ميكرو و نانو اهميت فراواني يافته است. در اين ميان ميكروپمپ‌ها را مي‌توان از مهم‌ترين تجهيزات ميكرو نام بردكه براي جابجايي حجم كوچكي از سيال به كار مي‌رود. دارو‌رساني، تحليل دي ان اي و پروتئين، مخلوط كردن دو مايع مختلف و آناليزكلي سيال را مي‌توان از كاربردهاي ميكروپمپ نام برد. پمپ‌هاي غيرفعال به علت سادگي و عدم مصرف انرژي توجه دانشمندان زيادي را به خود جلب كرده است. اثر مويينگي يك از موارد استفاده از پمپ‌هاي غيرفعال در زمينه ميكرو و نانو مي‌باشد كه در آن از اثرات انرژي شيميايي سطوح براي جابجايي مايعات استفاده مي‌شود و هرچقدر نسبت سطح به حجم بيشتر شود، قدرت انتقال سيال نيز بيشتر مي‌شود. عدم وجود قطعات متحرك مكانيكي، عدم نياز به تعميرات وسادگي ساخت و بهره‌برداري را از مهم‌ترين مزاياي اين پمپ‌هاي مويينگي مي‌توان نام برد. طرح‌هاي متنوعي براي پمپ مويينگي ارائه و ساخته شده است كه اطلاع از ميزان جريان گذرنده از هر كدام ضروري به نظر مي‌رسد. در اين پژوهش در ابتدا سعي شده است تا با معرفي عوامل مهم در طراحي پمپ مويينگي از جمله زاويه تماس استاتيكي و ديناميكي، تنش سطحي، فشار مويينگي، مقاومت جريان، قدرت پمپ و .... به بررسي قسمت‌هاي مختلف يك سيستم مويينگي پرداخته شود. سپس در ادامه با ترسيم يك نمونه از طرح‌هاي مختلف پمپ مويينگي در دو بعد و سه بعد در نرم‌افزار كامسول، اقدام به شبيهسازي جريان با استفاده از روش عددي مي‌كنيم. در نهايت به مقايسه مقادير تجربي با مقدار جريان محاسبه شده براي چند مايع مختلف با زواياي مختلف ازپمپ مويينگي مي‌پردازيم.
چكيده انگليسي :
Today, the use of equipment in micro and nano dimensions has become very important. Among them, micropumps can be called the most important micro equipment used to move a small volume of fluid. Drug delivery, DNA and protein analysis, mixing two different liquids, and micro total analysis of fluids can be mentioned as micropump applications. Passive pumps have attracted the attention of many scientists due to their simplicity and lack of energy consumption. Capillarity effect is one of the cases of using passive pumps in the field of micro and nano, in which the chemical energy effects of surfaces are used to move liquids, and the higher the surface-to-volume ratio, the higher the fluid transfer power. The absence of mechanical moving parts, no need for repairs and ease of construction and operation can be mentioned as the most important advantages of these capillary pumps. Various designs for capillary pumps have been presented and made, and knowing the amount of flow through each of them seems essential. In this research, at first, it has been tried to investigate the different parts of a capillary system by introducing important factors in the design of capillary pumps, including static and dynamic contact angle, surface tension, capillary pressure, flow resistance, pump power, etc. Then, by drawing an example of different designs of capillary pump in two dimensions and three dimensions in Comsol software, we simulate the flow using numerical method. Finally, we compare the experimental values with the calculated flow values for several different liquids with different angles from the capillary pump.
