view in publisher's site

Numerical investigation of particle separation in Y-shaped bifurcating microchannels

Highlights•The Zweifach-Fung effect is studied in a Y-shaped bifurcation using resolved CFD-DEM.•Path selection of the rigid sphere(s) depends on both y- and z-positioning.•Decreasing the feed Reynolds number amplifies the Zweifach-Fung effect.•The Zweifach-Fung effect is enhanced by increasing the flow difference between branches.•Decreasing the particle-to-particle distance diminishes the Zweifach-Fung effect.AbstractIn this study the Zweifach-Fung effect is investigated in a Y-shaped bifurcation when the clearance between the rigid spherical particle and the walls is small compared to both channel’s and particle’s radii. Single- and two-particle systems are studied using resolved computational fluid dynamics coupled to discrete element method to obtain a two-dimensional map of the initially positioned particles that would enter each child branch. In all cases, the path selection of the sphere depends on its two-dimensional positioning far from the bifurcation region in the parent channel. Increasing the flow rate ratio or decreasing the Reynolds number intensifies the Zweifach-Fung bifurcation effect in a single-particle system. Similarly, in two-particle systems where non-contact particle–particle interaction is present, decreasing the particle-to-particle distance reduces the bifurcation effect, while changing the Reynolds number has the same influence as in the single-particle systems. The results provide insight for optimizing the flow characteristics in bifurcating microchannels to separate the suspended particles.Graphical abstractDownload : Download high-res image (172KB)Download : Download full-size image

بررسی عددی جداسازی ذرات در میکرو کانال‌های انشعابی Y شکل

نکات برجسته * اثر زیویفاش فانگ در یک انشعاب Y شکل با استفاده از حل CFD - DEM مورد مطالعه قرار گرفته‌است. انتخاب مسیر کره صلب به موقعیت یابی y و z بستگی دارد. * کاهش دادن خوراک، عدد رینولدز اثر زوفیفه - فونگ را تقویت می‌کند. * با افزایش اختلاف جریان بین شاخه‌ها، اثر زیویفاش - فونگ افزایش می‌یابد. کاهش فاصله ذره به ذره باعث کاهش اثر زوفیفه - فونگ می‌شود. واکنش در این مطالعه اثر زوفیفه - فونگ در یک انشعاب Y شکل مورد بررسی قرار گرفته‌است وقتی که فضای خالی بین ذره کروی صلب و دیواره در مقایسه با شعاع ذره و کانال کوچک است. سیستم‌های تک ذره‌ای و دو ذره‌ای با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی حل‌شده به روش آلمان مجزا برای به دست آوردن یک نقشه دو بعدی از ذرات قرار گرفته در ابتدا که وارد هر شاخه فرزند می‌شوند، مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. در تمام موارد، انتخاب مسیر کره به موقعیت دو بعدی آن دور از منطقه دوشاخگی در کانال والد بستگی دارد. افزایش نسبت سرعت جریان یا کاهش عدد رینولدز، اثر دو شاخه شدن زوفف - فانگ را در یک سیستم تک ذره‌ای تشدید می‌کند. به طور مشابه، در سیستم‌های دو ذره‌ای که در آن اثر متقابل ذره - ذره غیر تماسی وجود دارد، کاهش فاصله ذره - ذره اثر دوشاخگی را کاهش می‌دهد، در حالی که تغییر عدد رینولدز همان تاثیر را در سیستم‌های تک ذره‌ای دارد. نتایج، بینشی را برای بهینه‌سازی مشخصات جریان در میکروکانال‌های انشعابی برای جداسازی بخش‌های معلق فراهم می‌کند. چکیده تصاویر: تصویر با اندازه کامل را دانلود کنید (۱۷۲ KB)دانلود: تصویر با اندازه کامل را دانلود کنید
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Chemical Engineering
  • ترجمه مقاله General Chemical Engineering
  • مقاله مهندسی شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله مهندسی شیمی عمومی
  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.