مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل عددی و آنتروپی ریزپمپی لزجتی با روتور بیضوی به روش شبکه بولتزمن و بهینه سازی ریزپمپ به روش سطح پاسخ

نویسندگان
دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
در مقاله حاضر یک شبیه سازی عددی به روش شبکه بولتزمن برای تحلیل یک ریزپمپ لزجتی با تک روتور بیضوی صورت گرفته است. اثرات سه پارامتر هندسی مهم ریزپمپ شامل نسبت منظری روتور، ارتفاع ریزپمپ و خارج از مرکزی روتور بر دبی و تولید آنتروپی متوسط بررسی شده است. با استفاده از روش سطح پاسخ نتایج به دست آمده از شبیه سازی های موردنظر تحلیل گردیده است. نتایج این تحلیل ها حاکی از آن داشت که با افزایش نسبت منظری و نیز خارج از مرکزی روتور دبی متوسط افزایش در حالی که با افزایش ارتفاع ریزپمپ دبی متوسط کاهش پیدا می کند. علاوه بر این میزان حساسیت دبی متوسط به تغییرات نسبت منظری و خارج از مرکزی بیشتر از تغییرات ارتفاع ریزپمپ مشاهده گردید. همچنین نتایج نشان دادند که با افزایش هر سه پارامتر هندسی، تولید آنتروپی متوسط نیز افزایش یافته و به تغییرات هر سه پارامتر نیز حساس بوده است. در انتها پارامترهای هندسی بهینه توسط روش سطح پاسخ محاسبه شدند که به ترتیب مقادیر بهینه 1، 1.5 و 0.9 برای نسبت منظری، ارتفاع و خارج از مرکزی جهت حصول بیشینه دبی متوسط و مقادیر 0.2، 1.5 و 0.1 جهت حصول کمینه تولید آنتروپی متوسط می باشند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A numerical and entropy analysis of viscous micropump with an elliptic rotor by LBM and micropump optimization by RSM

نویسندگان English

Hojat Khozeymeh Nezhad
Hamid Niazmand
چکیده English

In the present paper a numerical simulation based on the LBM is performed to analyze a viscous micropump with a single elliptic rotor. The effects of three important geometric parameters including aspect ratio of rotor, micropump height and rotor eccentricity are investigated on the average flow rate and entropy generation. The obtained results from the simulations are analyzed by response surface method (RSM). The results indicate that the average flow rate increases by increasing the aspect ratio and rotor eccentricity and decreases by increasing the micropump height. Moreover, the sensitivity of the average flow rate to changes of aspect ratio and eccentricity is more than the change of microchannel height. The results also show that by increasing all three geometric parameters, the average entropy generation increases and is sensitive to changes of three geometric parameters. Finally, the optimal geometric parameters are determined by RSM that for maximizing the flow rate, the optimum values of 1, 1.5 and 0.9 are for aspect ratio, height and eccentricity respectively and for minimizing the entropy generation, the optimum values of 0.2, 1.5 and 0.1 are achieved.

کلیدواژه‌ها English

Viscous micropump
elliptic rotor
Entropy analysis
LBM
RSM