شبيه‌سازي عددي جداسازي ذرات در جريان سيال در ميكروكانال مركب متشكل از ناحيه مارپيچ و آكوستيكي

جداسازي ذرات، كاربردهاي زيادي هم در پزشكي و بيولوژي و هم در صنعت دارد. در اين پژوهش جداسازي ذرات پلي‌استايرن با قطر 10، 20 و 30 ميكرومتر در جريان سيال در يك ميكروكانال بررسي مي‌شود. ميكروكانال از يك ناحيه مارپيچ و يك ناحيه مستقيم ولي تحت اثر امواج آكوستيكي يا صوتي تشكيل شده است. در ناحيه مارپيچ، ذرات تحت اثرات هيدروديناميكي جداسازي اوليه مي‌شوند؛ سپس ذرات وارد ناحيه مستقيم ميكروكانال مي‌شوند و جداسازي نهايي ذرات تحت تأثير نيروي ناشي از امواج صوتي صورت مي‌گيرد. اثر فركانس امواج صوتي و تعداد حلقه‌هاي ناحيه مارپيچ بر جداسازي بررسي مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه براي ابعاد و پارامترهاي جريان تعيين شده، در فركانس 1 مگاهرتز موج صوتي و تعداد حلقه‌هاي 2 براي ناحيه مارپيچ ميكروكانال، ذرات در انتهاي مسير، در موقعيت مناسبي براي جداسازي نسبت به يكديگر قرار دارند. علاوه بر آن، نتايج به‌دست ‌‌آمده نشان مي‌دهد كه جداسازي ذرات با اين سيستم تركيبي نسبت به روش‌هاي ساده عملكرد بهتري دارد و نرخ جداسازي مي‌تواند 100 درصد نيز باشد.