شبیه سازی عددی پمپاژ مایعات ویسکوز با استفاده از نوسان حباب کاویتاسیون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی ارومیه

2 university of warwick

چکیده

یک حباب کاویتاسیون هنگام فروپاشی در نزدیکی یک دیواره صلب جت مایعی به سمت دیواره ایجاد می‌کند که در صورت وجود سوراخ در دیواره جت حباب باعث پمپاژ (انتقال) مایع از درون سوراخ می‌شود. یک مزیت ویژه چنین میکروپمپ‌هایی، عدم وجود قطعات متحرک و زمان پاسخ سریع است. این فرآیند انتقال مایع، فرآیندی پیچیده، وابسته به زمان و تحت تأثیر پارامترهای مختلفی مانند فاصله بین حباب و دیواره γ است. هدف از این تحقیق، شبیه‌سازی فرآیند پمپاژ مایع از سوراخ مخروطی ایجاد شده در یک سطح صلب است. شبیه‌سازی بر اساس روش حجم سیال به همراه معادلات تک-میدانی ناویر- استوکس انجام می‌شود و اثرات کشش سطحی و ویسکوزیته سیال لحاظ می‌شود. نتایج برحسب شکل حباب، میدان سرعت و فشار اطراف حباب و نرخ جریان جرمی عبوری از سوراخ ارائه می‌گردد. نتایج نشان داد که مقدار جرم خالص عبوری از سوراخ در مدت زمان 44/1 میلی‌ثانیه به ازای مقادیر γ برابر با 81/0، 91/0، 01/1 و 16/1 به ترتیب برابر با 26/19، 13/18، 95/15 و 94/12 است. در نتیجه بالاترین قدرت پمپاژ جت حباب مربوط به کوچک‌ترین اندازه γ است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات