1403/02/03
محمدرضا شیخ الاسلامی بورقانی

محمدرضا شیخ الاسلامی بورقانی

مرتبه علمی: استادیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0003-0735-0225
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 56079339100
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشکده فنی و مهندسی. گروه مهندسی مکانیک
تلفن: 32625722

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی اثر خواص فیزیکی قطرات بر شرایط تعلیق فراصوت
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
تعلیق قطره- آکوستیک فروتیک- خواص فیزیکی قطره- فروپاشی قطره- شبیه‌سازی تعلیق
سال 1401
پژوهشگران محمدرضا شیخ الاسلامی بورقانی(استاد راهنما)، رفعت محمدی(استاد راهنما)، سیامک مزدک(استاد مشاور)، عباس عموچی(دانشجو)

چکیده

فرایند تعلیق با توجه به مزیت‌ها و قابلیت استفاده در طیف وسیعی از کاربردها از گذشته تا کنون توجه دانشمندان را جلب کرده و در نتیجه آنها روش‌هایی از قبیل تعلیق به کمک امواج الکترومغناطیس، نوری، الکتریکی، جریان هوا و امواج فراصوت را معرفی و بررسی کرده‌اند. با وجود محدودیت‌ها در روش‌های مختلف، قابلیت استفاده از تعلیق فراصوت برای انواع هندسه و مواد با خواص فیزیکی متفاوت آن را تبدیل به یک روش کاملا کاربردی کرده است. قابلیت تعلیق مایعات به کمک این روش امکان استفاده از آن را در بسیاری از زمینه‌های تحقیقاتی از قبیل اندازه‌گیری خواص، زیست‌شناسی، ساخت واکسن، کنترل ساختار ماده، بررسی برهم‌کنش دوماده قرار‌گرفته در معرض هم و همچنین مصارف صنعتی مانند جداسازی دو ماده، ترکیب دو ماده، جابجایی بدون تماس و غیره را فراهم کرده است. اگر چه در دهه‌های اخیر تلاش‌های زیادی در راستای بررسی و بهینه سازی این روش برای استفاده هر چه بهتر از آن در موارد ذکر شده، انجام شده است اما عوامل موثر مانند تاثیر خواص فیزیکی ماده تعلیق شده بر پایداری و رفتار قطره مایع در زمان تعلیق به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته‌‌است. هدف این پایان‌نامه بررسی تاثیر ویسکوزیته و کشش سطحی مایع به عنوان دو خاصیت با تاثیرگذاری مستقیم بر تغییر شکل و زمان فروپاشی قطره هنگام تعلیق است. دست‌یابی به یک شبیه‌سازی عددی صحیح با نتایج نزدیک به واقعیت امکان بررسی کامل‌تر و وسیع‌تر عوامل موثر بر فرایند و مقدار تاثیر هر کدام در نتایج را در زمان بسیار کمتر و با هزینه پایین‌تر ممکن می‌سازد.. در قدم اول با مدلسازی فرایند تعلیق یک قطره آب در نرم‌افزار کامسول (comsol‌ multiphysics ) در محیط سیالاتی با حرکت دادن دیواره‌های مدل یک موج ایستا تشکیل داده و قطره آب با ویسکوزیته و کشش سطحی مختلف را تعلیق و تاثیر اعمال تغییرات در این دو خاصیت بررسی شده است. در مرحله دست‌یابی به شبیه‌سازی صیحیح با در نظر گرفتن نتایج آزمایشات تجربی و در نظر گرفتن دو معیار مدت زمان فروپاشی و مقدار تغییر شکل قطره، با سعی و خطا در شرایط ورودی شبیه‌سازی سعی شده‌است تا نتایج به نتایج واقعی تا حد امکان نزدیک شود. در قدم بعدی با استفاده از یک مجموعه تعلیق شامل یک مبدل و یک بازتابنده، نمونه‌های مایع با خواص فیزیکی گوناگون را تعلیق و رفتار آن‌ها را با یک دوربین دیجیتال ثبت و با تکنیک پردازش تصویر بررسی کرده‌اند .شده است. در قدم آخر با تطابق نتایج دو قسمت مدلسازی و تجربی تاثیر خواص فیزیکی مانند کشش سطحی و ویسکوزیته نمونه بر زمان فروپاشی آن هنگام تعلیق بررسی شده است.