بررسی تحلیلی عددی تولید قطرات غیرهم اندازه سیال اتساعی در اتصال Tشکل با شاخه های غیرهم طول

در این مقاله، شکست قطرات غیرنیوتنی شناور در یک سیال غیرنیوتنی به صورت تحلیلی و شبیه سازی عددی سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه ی در نظر گرفته شده، اتصال Tشکل با شاخه های غیرهم طول است که می تواند قطرات با اندازه های غیریکسان تولید نماید. نتایج حل تحلیلی و شبیه سازی عددی این پژوهش، تطابق بسیار خوبی با یکدیگر دارد. کمیت های متعددی از قبیل نسبت دبی شاخه ها، نسبت سرعت شاخه ها، طول قطره در هر شاخه، طول کلی قطره، گردابی، فشار و لزجت موثر، در طول فرآیند شکست بررسی شده است. در این پژوهش با حل تحلیلی، مقادیر نسبت دبی شاخه ها، نسبت سرعت شاخه ها، طول قطره در هر شاخه و طول کلی قطره در طول فرآیند شکست به دست آمد. نتایج حل تحلیلی نشان داد که نسبت دبی شاخه ها و نسبت سرعت سیال در شاخه ها، در طول فرآیند شکست ثابت است. شبیه سازی عددی نیز نتایج تحلیلی را تایید نموده و مشخص نمود که نسبت دبی و نسبت سرعت شاخه ها، در طول فرآیند ثابت است. همچنین نتایج تحلیلی و نتایج عددی ضمن تطابق با یکدیگر نشان دادند که طول قطره در هر یک از شاخه های فرعی و نیز طول کلی قطره، به صورت خطی در طول فرآیند شکست افزایش می یابد و در این مورد نیز، تطابق خوبی بین نتایج حل عددی و تحلیلی مشاهده شد. نتایج حاکی از آن است که مقادیر گردابی در نواحی نزدیک به مرز قطره 3 تا 7 برابر مقادیر گردابی در نواحی میانی قطره است که این موضوع باعث افزایش اختلاط مواد داخل قطره می شود.