Dissertação

{pt_PT=Numerical Simulation of Newtonian Fluid Mixing Inside Asymmetric T-Shaped Micromixers} {} EVALUATED

{pt=A obtenção de misturas de escoamentos o mais eficientes possível é um dos maiores desafios do campo dos microfluidos, devido à dificuldade na obtenção de escoamentos turbulentos. Dos tipos de micromisturadores existentes, destacam-se os micromisturadores em forma de T, devido ao seu baixo custo de fabrico e desempenho promissor na obtenção de níveis de qualidade de mistura aceitáveis, quando são impostas condições assimétricas de escoamento às suas entradas. Partindo de resultados experimentais de escoamentos onde foram aplicados caudais iguais a entradas de larguras diferentes, modelaram-se quatro micromisturadores (uma simétrica e três assimétricas) utilizando o software de CAD 3D Solidworks, e procedeu-se à simulação numérica de doze escoamentos no interior das geometrias para números de Reynolds entre 25 e 295. Esta ferramenta permitiu compreender de que forma o grau de assimetria influencia a qualidade de mistura no interior, e também a análise física das estruturas do escoamento presentes nos cinco regimes identificados. Com este trabalho, foi possível caracterizar detalhadamente os cinco regimes de escoamento identificados anteriormente para micromisturadores assimétricos, concluiu-se que o aumento de assimetria favorece a qualidade da mistura e que após a transição para o regime engulfment os misturadores simétricos apresentam um melhor desempenho face aos assimétricos., en=Achieving efficient mixing of flow streams is one of the important challenges of microfluidics, because of the difficulty to induce flow transition to the turbulent regime. Of the different solutions for devices proposed, T-shaped micromixers stand out, as they have a simple geometry and low production cost and showed promising results when asymmetric inlet conditions are applied. Starting from experimental results obtained when equal flow rates were applied to inlets with different widths, four geometries (one symmetric and three asymmetric) were modelled using CAD 3D software Solidworks. Then, the numerical simulation of twelve flows, corresponding to the Reynolds number based on the outlet channel range of 25 to 295, inside each model was performed. This tool allowed the understanding of how the degree of asymmetry influence mixing quality, and the physical characterization of the five flow regimes previously identified. This allowed to conclude that increasing asymmetry favours mixing quality and also that after transition to engulfment regime, symmetrical micromixers perform better than asymmetrical ones.}
{pt=Microfluidica, Micromisturadores T, Mistura, Simulação Numérica, en=Microfluids, T-shaped Micromixers, Mixing, Numerical Simulation}

Junho 26, 2019, 18:0

Orientação

ORIENTADOR

Aires José Pinto dos Santos

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Viriato Sérgio De Almeida Semião

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado