جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 38 1 2019 05 22 CFD Modeling of Mixing Intensification in Micromixers Using Stimulation of Magnetic Nanoparticles under Magnetic Field مدل سازی CFD تشدید اختلاط در میکرومخلوط کننده ها با تحریک نانوذره‌های مغناطیسی تحت تاثیر میدان مغناطیسی 267 279 30666 FA صفورا جلیل زاده گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران ندا عظیمی گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران Journal Article 2017 10 12 One of the methods for mixing enhancement in micromixers is the stimulation of magnetic nanoparticles under the magnetic field, which by fluid actuation and inducing the turbulence caused an increase of mixing. This research aims to study the effects of the magnetic field on the mixing of water and ferrofluid in three different types of micromixers. In this research, three types of micromixers including Y, T, and oriented Y were designed in Gambit Software Package. After creating an internal network in each micromixer and specifying their boundary conditions, the resulting geometries were transferred to the Fluent Software Package and a fluid CFD model was performed. The external magnetic field, which had a strength of 2200 G (0.22 mT), was applied at the center of each micromixer. From the CFD results, it can be concluded that by applying a magnetic field on each micromixer, ferrofluid is affected by both hydrodynamic and magnetic forces that induce secondary flows inside the mixing channel and so mixing increased. From this study, it can be concluded that the more efficient mixing was achieved in the oriented Y micromixer because of contact angle of inlet fluids, T micromixer, and Y micromixer, respectively. A comparison between CFD results with experimental data from a valid reference showed acceptable agreement between them. برانگیختگی نانوذره های مغناطیسی تحت میدان مغناطیسی بیرونی یکی از راه های افزایش اختلاط در میکرومخلوط کننده ها است که با تحریک سیال و ایجاد درهمی در آن، باعث بهبود و افزایش اختلاط در آن ها می شود. هدف از این پژوهش، بررسی اثر میدان مغناطیسی بر اختلاط جریان آب و فروسیال در سه نوع میکرومخلوط کننده می باشد. سه نوع میکرومخلوط کننده Y، T و Oriented Y در نرم افزار گمبیت طراحی شد. پس از مش بندی و تعیین شرایط مرزی آنها، هندسه مورد نظر در نرم افزار فلوئنت فراخوانی شده و مدل سازی CFD جریان سیال انجام شده است. میدان مغناطیسی خارجی با قدرت برابر G2200 (mT 22/0) در قسمت میانی هر میکرومخلوط کننده اعمال شده است. از نتیجه های مدل سازی CFD، می توان نتیجه گرفت که با اعمال میدان مغناطیسی روی هر میکرومخلوط کننده، فروسیال تحت تأثیر دو نیروی هیدرودینامیک و مغناطیسی قرار گرفته که منجر به ایجاد جریان هایعرضی در کانال اختلاط شده و بنابراین، میزان اختلاط افزایش می یابد. مقایسه بازده اختلاط در سه نوع میکرومخلوط کننده نشان می دهد که بهترین اختلاط به ترتیب در مخلوط کننده Oriented Y به دلیل زاویه برخورد دو جریان ورودی، میکرومخلوط کنندهT و سرانجام میکرومخلوط کننده Y صورت گرفته است. مقایسه نتیجه های مدل سازی با داده های آزمایشگاهی موجود در یک مرجع معتبر،تطابق قابل پذیرشی بین آن ها را نشان داد.

https://www.nsmsi.ir/article_30666_6eab0ae583645029c67f0c234c532874.pdf