بررسی عددی تاثیر پارامترهای هندسی یک میکروپمپ لزجتی بر دبی خروجی و تولید آنتروپی

میکروپمپ های لزجتی به دلیل طراحی و ساخت ساده و نیز کاربردهای فراوان‌شان در زمینه های مختلف صنعتی و پزشکی مورد توجه محققان قرار گرفته اند. به همین دلیل پژوهش های عددی و تجربی بسیاری به این سمت معطوف شده است. در همین راستا، در این مقاله یک مطالعه عددی برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی یک میکروپمپ لزجتی بر دبی خروجی و تولید آنتروپی صورت گرفته است. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود حل گردیده است. پژوهش حاضر برای سه پارامتر بی بعد هندسی میکروپمپ یعنی خارج از مرکزی (?) و اندازه روتورها (s) و نیز فاصله آن‌ها از یکدیگر (l) به‌ترتیب در محدوده 1/0 تا 9/0، 5/1 تا 5/3 و 85/0 تا 5/4 صورت گرفته است. نتایج حاصل از این حل نشان می دهد با افزایش ?، دبی خروجی از میکروپمپ نیز افزایش پیدا می کند. در بررسی تاثیر تغییرات s بر دبی خروجی مشاهده گردید در حالی که قطر روتور بالادست ثابت در نظر گرفته شده است با کاهش قطر روتور پایین دست، دبی خروجی نیز به‌صورت نمایی کاهش می یابد. با افزایش l، در ابتدا یک افزایش شدیدی در دبی سپس با فاصله گرفتن روتورها از یکدیگر، مقدار آن تقریبا ثابت مشاهده گردید. در خصوص تحلیل آنتروپی، با افزایش ?، نسبت rs نیز افزایش پیدا می کند. همچنین تغییرات پیچیده تری برای rs با تغییر دیگر پارامترهای هندسی مشاهده شد که علت آن ایجاد الگوهای جریانی نسبتا پیچیده در میکروپمپ می باشد. علاوه براین در این مقاله برای دست‌یابی به بیشینه دبی خروجی در کمترین افت اصطکاکی ممکن، پارامترهای هندسی بهینه استخراج شدند. در همین راستا مقادیر 2l=، 5/0?=، 5/1 s_1= و 5/2 s_2= به عنوان پارامترهای هندسی بهینه میکروپمپ لزجتی معرفی و انتخاب گردیدند. در انتها قابل ذکر است که از جمله نوآوری های این مقاله می توان به بررسی تاثیر همزمان تغییر قطر روتورها بر دبی و تولید آنتروپی و همچنین استخراج پارامترهای هندسی بهینه بر اساس تحلیل آنتروپی اشاره نمود.