بررسی جریان سیال توانی درون یک میکروکانال دوبعدی براساس تئوری تنش کوپل- محاسبه طول مشخصه

Abstract

هدف از این مقاله بررسی جریان توسعه یافته سیال نیوتنی و سیال غیرنیوتنی در یک میکروکانال دوبعدی بر اساس تئوری کاملاٌ سازگار تنش کوپل و محاسبه طول مشخصه مادی این سیالات است. در این مطالعه، ابتدا پروفیل سرعت و دبی حجمی جریان سیال نیوتنی و سیال غیرنیوتنی قانون توانی در میکروکانال به روش تحلیلی بدست آمده است و سپس طول مشخصه مادی سیال نیوتنی آّب و سیال غیرنیوتنی قانون توانی خون با استفاده از روابط بدست آمده و داده‌های آزمایشگاهی سایر مقالات محاسبه شده است. مقایسه میان مقادیر طول مشخصه مادی آب و خون نشانگر این است که پارامتر طول مشخصه به جنس سیال وابسته است. با محاسبه طول مشخصه مادی، پروفیل سرعت خون حاصل از تئوری تنش کوپل درون میکروکانال محاسبه و با نتایج حاصل از تئوری کلاسیک نویر استوکس مقایسه شده است. نتایج نشان داده است با افزایش دبی حجمی جریان، اختلاف مقادیر بدست آمده از تئوری های تنش کوپل و کلاسیک افزایش می‌یابد. این افزایش اختلاف به معنی افزایش تأثیر پارامتر طول بر خصوصیات جریان درون میکروکانال است. همچنین پروفیل سرعت آب درون میکروکانال با نتایج آزمایشگاهی مشابه مقایسه شده است و تطابق خوبی میان نتایج بدست آمده از تئوری تنش کوپل و نتایج آزمایشگاهی دیده می‌شود.