Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
2
1
gregorian
2015
5
1
15
3
online
1
fulltext
fa
بررسی عددی تاثیر پارامترهای هندسی یک میکروپمپ لزجتی بر دبی خروجی و تولید آنتروپی .
Numerical Investigation of the Effects of Geometrical Parameters of a Viscous Micro-pump on the Flow Rate and Entropy Generation .
در این مقاله یک مطالعه عددی برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی یک میکروپمپ لزجتی بر دبی خروجی و تولید آنتروپی انجام شده است. پژوهش حاضر برای سه پارامتر بیبعد هندسی میکروپمپ یعنی خارج از مرکزی () و اندازه روتورها (S) و نیز فاصله آنها از یکدیگر (L) به ترتیب 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 میدهد با افزایش ، دبی خروجی از میکروپمپ نیز افزایش پیدا میکند. 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 پاییندست، دبی خروجی نیز به صورت نمایی کاهش مییابد. 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، تاثیر پارامترهای هندسی فوق بر تولید آنتروپی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در اینجا پارامتر RS که نشان دهنده نسبت شیب تولید آنتروپی به دبی مربوطه میباشد به عنوان ابزاری برای تحلیل آنتروپی معرفی شده است. همچنین در این مقاله برای دستیابی به بیشینه دبی خروجی در کمترین افت اصطکاکی ممکن، پارامترهای هندسی بهینه استخراج شدند. در همین راستا مقادیر 2L=، 5/0ε=، 5/1 S_1= و 5/2 S_2= به عنوان پارامترهای هندسی بهینه میکروپمپ لزجتی معرفی و انتخاب گردیدند.
In this paper, a numerical study has been performed to investigate the effect of geometrical parameters of a viscous micro-pump on the flow rate and entropy generation. The present research has been carried out for three geometrical parameters of micro-pump including eccentricity (), sizes (S) of rotors and also their distance from each other (L) in the range of 0.1 to 0.9, 1.5 to 3.5 and 0.85 to 4.5, respectively. The results show that with increasing , the micro-pump flow rate also increases. On size variation effects, it is observed that decreasing the downstream rotor diameter, while keeping constant the upstream rotor diameter, the flow rate decreases exponentially. By increasing L, a steep increase in flow rate is initially observed, which becomes almost constant, when rotors are sufficiently far apart. With regard to entropy analysis, the effect of above geometrical parameters has been investigated on the entropy generation. The parameter RS indicating the ratio of the gradient of the entropy production rate to the related flow rate is introduced as a tool for entropy analysis. Also in this paper, for obtaining the maximum flow rate at the minimum frictional dissipation, optimal geometrical parameters are extracted. In this regard, the values of L=2, ε=0.5, S_1=1.5 and S_2=2.5 are selected as the optimum geometrical parameters of viscous micro-pump.
میکروپمپ لزجتی,پارامترهای هندسی,روتور دایروی,روش حجم محدود,تحلیل آنتروپی
Viscous micropump,Geometrical Parameters,Circular Rotor,Finite Volume Method,Entropy analysis
291
302
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-9204&slc_lang=fa&sid=15
Hojat
Khozeymeh Nezhad
حجت
خزیمه نژاد
100319475328460055676
100319475328460055676
No
دانشگاه فردوسی مشهد
Hamid
Niazmand
حمید
نیازمند
100319475328460055677
100319475328460055677
Yes
دانشگاه فردوسی مشهد