Cfd Study On Mixing Performance In Various Microchannel Geometries - Rahim, Nurul Azrin Abdul (2018)
Reaktor mikro ialah sebuah elemen dalam proses intensifikasi di mana, peralatan intensif seperti reactor mikro memerlukan pemahaman tentang ilmu asas supaya ianya boleh digunakan secara menyuluruh. Pencampuran dalam reaktor mikro sangat dipengaruhi oleh tingkah laku hidrodinamik dan dengan itu, meningkatkan keperluan untuk mempunyai pandangan mengenainya. Dalam geometri mikro, kesan likat bendalir menjadi dominan, dan aliran mikro biasanya jatuh dalam rejim lamina. Dalam ketiadaan pergolakan, pencampuran bendalir menjadi semata-mata bergantung kepada resapan, yang merupakan proses molekul yang perlahan. Akan tetapi, pencampuran cecair secara cepat dan lengkap adalah sangat penting untuk kebanyakan proses di dalam kejuruteraan kimia, Kualiti pencampuran menentukan prestasi keseluruhan sistem mikrofluidik dan ia adalah masalah yang paling mencabar yang memerlukan penjelajahan lanjut. Dalam kajian ini, bendalir aliran, intensiti pencampuran dan kejatuhan tekanan saluran mikro diselidiki antara bilangan Reynolds (0.1 <Re <120) melalui model tiga dimensi pengkomputeran dinamik bendalir (CFD). Dua aspek saluran mikro, sudut masuk dan jenis alur akan disiasat dalam kajian ini. Keputusannya memberikan beberapa maklumat berkaitan fenomena perpindahan terhadap pencampuran yang terjadi di dalam saluran mikro. Dari segi sudut masuk, saluran berbentuk T menunjukkan pencampuran yang lebih baik daripada saluran Y- dan Anak Panah untuk semua nombor Reynolds yang diuji dan intensiti pencampuran berkurangan dengan peningkatan nombor Reynolds. Dari segi alur, saluran berbentuk T dengan alur ke dalam menunjukkan pencampuran prestasi yang jauh lebih baik berbanding saluran berbentuk T dan saluran berbentuk T dengan alur ke luar. Ini adalah disebabkan alur masuk yang menyebabkan gangguan aliran dan membentuk sekunder aliran atau vorteks, yang membawa kepada pembesaran ruang antara cecair untuk meningkat penyerapan dan masa pertembungan antara cecair yang menyebabkan kecekapan pencampuran yang lebih besar. Sedangkan pencampuran di saluran T dan saluran T dengan alur keluar berkurangan dengan peningkatan nombor reynolds disebabkan oleh tidak adanya gangguan dalam medan aliran, dengan itu berkuranglah kecekapan pencampuran. Keputusannya juga mendedahkan bahawa penurunan tekanan bergantung sepenuhnya pada nombor Reynolds. Semakin tinggi nombor Reynolds, semakin tinggi kejatuhan tekanan semua saluran mikro, dan saluran berbentuk T dengan alur masuk mempunyai tekanan tertinggi kejatuhan berbanding saluran mikro yang lain.