جلسه دفاع پیشنهادیه رساله دکترا مهندسی مکانیک- گرایش تبدیل انرژی (آقای احسان دهقانی)

چکيده

پراکندگی مایع در هوای محیط از طریق یک لوله موئین روشی رایج برای تشکیل قطرات مایع با بعد ( اندازه ) یکسان است. در این فرآیند که خود اسپری هیدرودینامیک نامیده می شود، کنترل اندازه و همچنین فرکانس زمانی قطرات تولیدی از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از راهکارهای مناسب جهت افزایش توانایی این کنترل و بهبود کیفیت فرآیند اسپری، استفاده از قدرت شگفت انگیز میدان الکتریکی و اعمال آن بر این جریان که به الکترو اسپری موسوم بوده و باعث افزایش تعداد رژیم های تشکیل آن نسبت به اسپری هیدرودینامیک نیز شده، می باشد. افزایش کیفیت قطرات تولیدی در فرآیند الکترواسپری و کاربرد گسترده و وسیع آن در صنعت و پزشکی موجب شده که این فرآیند در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گیرد. اما در میان این تحقیقات بکارگیری شیوهای تجربی وسیع تر بوده و کمتر شبیه سازی عددی مستقیم این فرآیند انجام شده است.

باتوجه به نوآوری روش پیشروی ( ردیابی ) جبهه در شبیه سازی عددی مستقیم جریان های چندفازی تراکم ناپذیر با ویسکوزیته ثابت سیالات متفاوت غیر قابل امتزاج، در این تحقیق از این روش جهت مطالعه فرآیند الکترواسپری استفاده شده است. با بهره گیری از این روش، نیروهای کشش سطحی بصورت یک نیروی حجمی اعمالی بر جریان در نظر گرفته می شود. جهت تاثیر تغییر شکل های ناشی از اعمال تنش های الکتریکی بر جریان، از دو مدل سیال کاملا نارسانا و سیال بارسانایی ناچیز استفاده شده و این نیروها بصورت یک نیروی سطحی با کمک تانسور تنش ماکسول بر جریان اعمال شده است.

در پایان تاثیر تغییرات برخی پارامترهای متغیر از قبیل پارامتر های عملیاتی دبی حجمی مایع خروجی از لوله موئین و شدت میدان الکتریکی اعمالی، پارامترهای هندسی نظیر شعاع داخلی و شعاع خارجی لوله موئین و همچنین خواص فیزیکی مایع مانند چگالی، ویسکوزیته،کشش سطحی و... بر فیزیک این فرآیند دنبال می شود. اگرچه فرآیند الکترو اسپری دارای رژیم های متنوعی است اما در این پژوهش تنها رژیم قطره چکانی منظم مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

کلمات کلیدی : الکترواسپری، پیشروی جبهه، کشش سطحی، تنش های الکتریکی، سیال کاملا نارسانا، سیال با رسانایی ناچیز