Journal of Energy Conversion

fa یک روش جدید برای کاهش زمان شکست قطرات در میکروکانال T-شکل متقارن A Novel Method for Decreasing Breakup Time of Droplet in Symmetric T-junction Microchannel تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">حرکت قطرات در میکروکانالها در زمینههای علمی و صنعتی متنوعی مانند مهندسی بیولوژیک، آزمایشگاه روی تراشه، انتقال دارو و کپسول سازی مشاهده می شود. در پژوهش حاضر، فرآیند شکست قطره در میکروکانال <span dir="LTR">T</span>-شکل  بوسیله نرمافزار متن باز جریس شبیه سازی میشود. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی حاضر، نتایج با تحقیقات آزمایشگاهی و عددی محققان پیشین ارزیابی می شوند. مقایسه بین نتایج نشان میدهد که شبیهسازی حاضر تطابق خوبی با مطالعات گذشته دارند. اثر حضور یک مانع نیم دایره ای در اعداد کاپیلاری مختلف (019/ <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:Usersk1AppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image001.png" > 006/0) و نسبت طول اولیه بیبعد قطره متفاوت (4 و 3 ،2<span dir="LTR">L*=</span>) روی الگوی جریان و زمان شکست قطره مادر در میکروکانال <span dir="LTR">T</span>-شکل مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج نشان می<span dir="LTR"></span>دهد، با یک اصلاح ساده روی هندسه میکروکانال <span dir="LTR">T</span>-شکل متقارن، شکست قطره مادر در مقایسه هندسه <span dir="LTR">T</span>-شکل متقارن معمولی سریع تر اتفاق می افتد. برای نمونه، درعدد کاپیلاری 01/0 برای نسبت بیبعد طول اولیه 3،2 و4 با حضور مانع به ترتیب زمان شکست قطره مادر تقریباً75%، 45% و 32% کاهش می یابد. همچنین، با افزایش عدد کاپیلاری در هر نسبت بیبعد طول اولیه قطره، زمان شکست قطره کاهش می یابد.</div> <div style="text-align: justify;">Droplet motion in microchannels is observed in versatile industrial and scientific applications, such as biological engineering, drug delivery, and encapsulation. In current investigation, breakup of mother droplet in a T-junction microchannel is simulated using the Gerris open-source software. To validate current simulation, results are appraised by the published literatures. The comparison depicts that the current results are in good agreement with previous studies. The effect of the presence of a semi-circular obstacle on the flow pattern and the breakup time of mother droplet is investigated for different Capillary numbers (0.006 <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:Usersk1AppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image001.png" > Ca <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:Usersk1AppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image001.png" > 0.019) and the non-dimensional initial length of droplet (L*=2, 3, and 4). The results reveal that by simple modifications on the symmetry T-junction, the mother droplet splits faster in the comparison of the ordinary symmetry T-junction geometry under the same conditions. For instance, the breakup time of mother droplet at Ca=0.01 for L*=2, 3, and 4 approximately decreases 75%, 45%, and 32% in the presence of obstacle, respectively. Furthermore, the breakup time of the drop decreases by increasing the Capillary number.</div> حجم سیال, میکرو کانال T-شکل متقارن, شکست قطره, نرم‌افزار متن باز جریس, مدل حجم سیال. Microfluidics, Symmetric T-junction microchannel, Gerris open-source software, Volume of fluid method. 64 80 http://jeed.dezful.iau.ir/browse.php?a_code=A-10-240-2&slc_lang=fa&sid=1 Zeinab KhalilZadeh زینب خلیل زاده 10031947532846004230 10031947532846004230 No Islamic Azad University Sari Branch, Department of mechanical engineering, Sari, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، گروه مهندسی مکانیک، ساری Keivan Fallah کیوان فلاح keivan.fallah@gmail.com 10031947532846004231 10031947532846004231 Yes Islamic Azad University Sari Branch, Department of mechanical engineering, Sari, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، گروه مهندسی مکانیک، ساری Javad AliNejad جواد علی نژاد 10031947532846004232 10031947532846004232 No Islamic Azad University Sari Branch, Department of mechanical engineering, Sari, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، گروه مهندسی مکانیک، ساری Yaser Rostamiyan یاسر رستمیان 10031947532846004233 10031947532846004233 No Islamic Azad University Sari Branch, Department of mechanical engineering, Sari, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، گروه مهندسی مکانیک، ساری