تولید قطرات در میکروکانال t شکل اصلاح شده

امروزه بیشتر کشورها، در حال توسعه تکنولوژی میکروفلوئیدیک هستند . میکروفلوئیدیک دانش به کارگیری و کنترل مقادیر بسیار کم سیال در حجم پیکولیتر تا میکرولیتر است که در حوزه های فراوانی از جمله فیزیک، شیمی، مهندسی پزشکی، مهندسی شیمی،‌ مکانیک سیالات، داروسازی، نانوتکنولوژی و بایوتکنولوژی استفاده می شود.از مهم ترین پدیده های دوفازی در میکروکانال ها، تشکیل قطره بر مبنای فرایند امولسیون می باشد که راه‌حل‌های جدیدی را برای چالش‌های امروزی در زیست‌شناسی و پزشکی برای تشخیص‌ها و درمان‌های پیشرفته ارائه می‌کند. به این ترتیب در این مقاله تشکیل قطره در کانالی با مقیاس میکرو وبدون اعمال نیروی خارجی(غیرفعال) بصورت عددی به کمک روش شبیه سازی مناسب، مدل سازی می شود. مدل مورد مطالعه یک هندسه متقاطع تی شکل با مانع است.اثر تغییرات پارامترهای بی بعد میکروکانال تی شکل و نسبت دبی دو فاز، همچنین نقش موثر مانع بکار رفته بررسی می شود. سایز قطره تولید شده اساساً توسط نسبت سرعت جریان فاز پیوسته و پراکنده، کشش بین سطحی بین دو فاز و هندسه ی کانال کنترل می شود.بررسی ها نشان داد وجود مانع به همراه کاهش نرخ جریان فاز پراکنده یا افزایش سرعت جریان فاز مداوم، کاهش اندازه قطره را تشدید می دهد. برای یک نسبت دبی معین، در هندسه ساده8 قطره با قطر 110میکرومتر تولید شد درحالی که با ایجاد مانع این تعدادبه 25قطره با قطر70میکرومتر افزایش یافت. برای یک هندسه معین ، دبی بالاتر منجر به افزایش نرخ تولید خواهد شد و دبی پایین تر ، فرکانس کمتری را تولید می کند.

droplet generation in the modified t-shaped microchannel

microfluidic is the knowledge of applying and controlling very small amounts of fluid in picoliters to microliters, which is used in many fields including physics, chemistry, medical engineering, chemical engineering, fluid mechanics, pharmacy, nanotechnology, and biotechnology. the most important phenomenon of two-phase flow in microchannels is the formation of droplets based on the emulsion process, which offers new solutions to today s challenges in biology and medicine for advanced diagnoses and treatments. thus, in this paper, droplet formation in a micro-scale channel without applying external force (passive) is numerically modeled. the studied model is a cross-sectional t-shaped geometry with a barrier. the effect of changes in the dimensionless parameters of the t-shaped microchannel and the two-phase flow ratio, as well as the effective role of the barrier, are investigated. the size of the generated droplet is mainly controlled by the ratio of continuous and dispersed phase velocity, the interfacial tension between the two phases, and channel geometry. for a certain flow ratio, in simple geometry 8 droplets with a diameter of 110 micrometers were produced, while by creating a barrier, this number increased to 25 droplets with a diameter of 70 micrometers. forgiven geometry, a higher flow rate will increase the production rate, and a lower flow rate will produce a lower frequency.