آنالیز جریان ذرات خون در یک میکروکانال تحت تاثیر چرخش وجریان EDL

نوع مقاله : مقاله مکانیک

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک ،انشکده فنی ومهندسی ،دانشگاه هرمزگان

2 دانشگاه هرمزگان،گروه مهندسی مکانیک

3 گروه مکانیک ،دانشگاه هرمزگان

چکیده

ددر این تحقیق به بررسی جریان پلاسمای خون که در داخل آن نانو ذرات گلبول سفید،گلبول قرمز و پلاکت با درصد غلظت خون یک انسان بالغ که در داخل یک میکروکانال مستطیلی سه بعدی معلق می باشند، پرداخته شده است .محفظه حول محور عمودی با سرعت زاویه‌ای ثابت در جهت عکس عقربه های ساعت دوران می-کند و تحت تاثیر جریان الکتریکی مستقیم قرار دارد. نتایج عددی در نانو ذرات گلبول سفید،گلبول قرمز وپلاکت در سیال پلاسما با دو سرعت زاویه ای متفاوت استخراج و مقایسه گردید . حرکت نانوذرات معلق در خون و موقعیت آنها در محفظه بررسی شد. مشاهده گردید که سرعت سیال در صفحات عمود بر محور کانال نا متقارن می باشد و جهت دوران بر روی آن موثر می باشد . با افزایش سرعت زاویه ای ،فشار در امتدادکانال و در راستای محور دوران کاهش می یابد و ماکزیمم مقدار خود را در مرکز کانال دارد . همچنین با بررسی عددی سرعت و نحوه توزیع نانوذرات نتیجه گیری شده است که روند تغییرات سرعت در تمامی نانوذرات یکسان می باشد و سرعت گلبولهای سفید ،گلبولهای قرمز و پلاکت در انتهای کانال بیشتر و خطوط جریان فشرده تر می باشدو محل تجمع نانوذرات در صفحه راست محفظه بیشتر می باشد .

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis Of Blood Flow In A Micro channel Under The Influence Of Rotation And EDL

نویسندگان [English]

  • behnaz arjomand kermani 1
  • yones bakhshan 2
  • saeid niazi 3
1 mechanical engineering,hormozgan university
2 mechanics.hormozgan uni
3 department pf mechanics ,hormozgan university
چکیده [English]

In this study, we investigated the flow of blood plasma in which white blood cell, erythrocyte and platelet nanoparticles were suspended with a percentage of actual concentrations inside a three-dimensional rectangular micro channel. The chamber rotates around the vertical axis at constant angular velocity and is affected by electrical double layer .The numerical results on white blood cell, erythrocyte and platelet nanoparticles were extracted in plasma at different angular velocities and the movement of suspended particles in the blood was studied that was observed that in the angular velocity increases, the pressure decreases along the channel and along the axis of rotation of course the velocity has the maximum amount in the center of channel. Numerical studies of the velocity and distribution of particles also show that the velocity variations are the same in all particles and the velocities of white blood cells, erythrocytes and platelets at the end of the channel are more than another place and the streamlines more compact.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano Particle
  • Blood
  • Micro channel
  • Electrical double layer
  • Angular velocity
[1] P. Kaushik, P. Abhimanyu, P.K. Mondal and S. Chakraborty, "Confinement effects on the rotational microflows of a viscoelastic fluid under electrical double layer phenomenon", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, No. 244, pp. 123-137, 2017.
[2] P. Worth Longest, C. Kleistreuer and J.R.Buchanam, "Efficient computation of micro-particle dynamics including wall effects" , Computers and Fluids, Vol. 32, pp. 577-601, 2004.
 [3] N. Friedman and B. Yellen, "Magnetic sepration ,manipulation and assembly of solid phase in fluids" , Current Opinion in Colloid & Interface , Vol. 14,pp. 158-166, 2005
[4] C. T, Nguyen, F. Desgranges, N. Galanis, G. Roy, T. Maré, S. Boucher and H.A. Mintsa, "Viscosity data for Al2O3–water nanofluid—hysteresis: is heat transfer enhancement using nanofluids reliable?", International Journal of Thermal Sciences, Vol. 47, No. 2, pp. 103-111, 2008.
[5] J. Y. Jung and J. Y. Yoo, "Thermal conductivity enhancement of nanofluids in conjunction with electrical double layer (EDL)", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 52, No. 1-2, pp. 525-528, 2009.
[6] G. H. Tang, P. X. Ye and W. Q. Tao, "Electroviscous effect on non-Newtonian fluid flow in microchannels", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, Vol. 165, No. 7-8, pp. 435-440, 2010.
[7] Y. Huang, J. Chen, T. Wong and J. L. Liow, "Experimental and theoretical investigations of non-Newtonian electro-osmotic driven flow in rectangular microchannels", Soft matter, Vol. 12, No. 29, pp. 6206-6213, 2010.
[8] P. Ternik and R. Rudolf, "Laminar natural convection of non-Newtonian nanofluids in a square enclosure with differentially heated side walls", International Journal of Simulation Modelling, Vol. 1, No. 1, pp. 5-16, 2013.
[9] M. Tajik Jamal-Aba, M. Dehghan, S. Saedodin, M. Sadegh Valipour and A. Zamzamian, "An experimental investigation of rheological characteristicsofnon-Newtonian nanofluids", Journal of Heat and Mass Transfer Research (JHMTR),Vol. 1, No. 1, pp.17-23, 2014.
[10] A. Khodayari Bavila and J. Kim, "A capillary flow-driven microfluidic system for microparticle-labeled immunoassays" Analyst, 143 (14), pp. 3335-3342, 2018.
[11] A. Hassanzadeh, N. Pourmahmoud and A. Dadvand, "Numerical simulation of red blood cell motion and deformation using improved lattice Boltzmann-immersed boundary method", Iranian J. Sci. Tech. Transactions of Mech. Eng., Vol. 43, pp. 57–73, 2019.
[12] H. Guyton, "Medical Physiology", Pennsylvania, Elsevier Inc, 2006.
[13] M. R. Bown and C. D. Meinhart, "AC electroosmotic flow in a DNA concentrator", Microfluidics and Nanofluidics, Vol. 2, No. 6, pp. 513-523, 2006
]14[ داود طغرایی سمیرمی و شیرین میر­فروغی ،"بررسی انتقال حرارت آشفته نانوسیال با خواص متغیر داخل حفره مستطیلی کم عمق با درپوش متحرک"، مدل­سازی در مهندسی ، دوره 16، شماره 55، زمستان1397، صفحه 337-350.
]15[ رضا بیگزاده، "مدل­سازی رسانندگی حرارتی نانو­سیال­های با بهینه­سازی چند ­هدفه توسط الگوریتم ژنتیک برای افزایش انتقال حرارت در میکرو ­مبدل­های حرارتی" ، مدل­سازی در مهندسی، 1398.