ارتقا کیفیت اختلاط در ریز مخلوط کن های غیر فعال با بهره گیری از جانمایی بهینه موانع با داده‌های فازی

ریز مخلوط کن هاها  در علم ریز سیال نقش بسیار پر رنگی را ایفا می‌کنند. این ابزار در شاخه‌های مختلفی همچون پزشکی، صنایع غذایی، هسته‌ای و صنایع شیمیایی کاربرد گسترده‌ای دارند. حصول کیفیت اختلاط بالا در این مخلوط کن ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. دو روش کلی برای افزایش کیفیت اختلاط در ریز مخلوط کن هاها مطرح می‌شود: روش‌های فعال که با بهره‌گیری از فاکتورهای خارجی از قبیل میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در صدد افزایش کیفیت اختلاط برمی‌آیند و روش‌های غیرفعال که بدون صرف نیرو و انرژی خارجی و صرفاً با استفاده از تغییرات ساختاری ریز مخلوط کن ها سبب ارتقا کیفیت اختلاط می‌گردند. روش‌های غیرفعال به دلیل هزینه جاری کم و عدم استفاده از قطعات متحرک طرفداران زیادی دارند. ایجاد موانع در مسیر حرکت سیال یکی از این روش‌هاست. در این مقاله ریز مخلوط کن های با هندسه مستطیلی در نظر گرفته شده است که با بهره گیری از موانع دایروی شکل سعی می‌گردد کیفیت اختلاط افزایش یابد. برای در نظر گرفتن این موانع پنج نقطه در نظر گرفته شده است که موانعی دایره‌ای با پنج قطر مختلف در این پنج مکان قرار می‌گیرند. شایان ذکر است مطالعه حاضر شامل مدل‌سازی عددی است و به سبب وجود عدم قطعیت در نتایج عددی به دست آمده، مدل‌سازی در فضای فازی می‌تواند نتایج مطلوب‌تری را بدست آورد. نوآوری کار، ارائه روشی برای جانمایی بهینه موانع با داده‌های فازی است که بر اساس آن بتوان آرایش موانع مختلف را در ریز مخلوط کن ها به صورتی به دست آورد که بالاترین کیفیت اختلاط حاصل گردد. نتایج نشان می دهد که المان با قطرهای 0/20، 0/15، 025، 0/30 و 0/10 میلی‌متر را در چینش چپ به راست (بالادست به پایین‌دست) در پنج موقعیت تعیین شده بایستی قرار گیرند. با این ترکیب کیفیت اختلاط نسبت به حالت پایه 467 درصد افزایش می‌یابد.

improving the mixing quality in a passive micromixer using the optimal location of obstacles with fuzzy data

micromixers play a very important role in microfluidic science. these tools are widely used in various fields such as medicine, food industry, nuclear and chemical industries. achieving high mixing quality in these mixers is very importance. there are two generalmethods for increasing لاthe quality of mixing in micromixers: active methods, which use external factors such as electric and magnetic fields to increase the quality of mixing, and passive methods, which do not use external forces and energy and only byusing structural changes of micromixers, they improve the quality of mixing. passive methods are very popular due to their low current cost and lack of use of moving parts. creating obstacles in the path of fluid stream is one of these methods. in this paper, a micromixer with a rectangular geometry is considered, which tries to increase the mixing quality by using circular barriers. to consider these obstacles, five points have been considered, in which circular obstacles with five different diameters are placed. it is worth mentioning that the present study includes numerical modeling and due to the uncertainty in the obtained numerical results,modeling in fuzzy space can achieve more desirable results. the innovation of the work is to provide a way to optimally locate the obstacles with fuzzy data, based on which the arrangement of different obstacles in the micromixer can be achieved in such a way that the highest mixing quality is achieved. the results show that elements with diameters of 0.20, 0.15, 0.25, 0.30 and 0.10 mm should be placed in left-to-right arrangement in five designated positions. with this combination, the mixing quality increases by467% compared to the base state.