مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

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

نویسندگان
دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
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.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of the Effects of Geometrical Parameters of a Viscous Micro-pump on the Flow Rate and Entropy Generation .

نویسندگان English

Hojat Khozeymeh Nezhad
Hamid Niazmand
چکیده English

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.

کلیدواژه‌ها English

Viscous micropump
Geometrical Parameters
Circular Rotor
Finite volume method
Entropy analysis