Performances thermiques de mélange des fluides à travers un micromélangeur à deux couches de canaux croisés muni des chambres circulaires

Abstract

Abstract The mixing of fluids using a two-layer cross-channel micromixer was investigated. The Navier-Stokes equations, conservation of mass and the transport equations of species are solved numerically using a CFD code. Thus, the model adopted to characterize the mix- ture is the Species Transport Model. This micro-mixer has real potential to improve mixing performance while maintaining the laminar flow regime. The fluids considered are the CMC solution which is modeled by a power law with behavior indices ranging from 0.75 to 1 and the generalized Reynolds number varying from 0.1 to 80. Different geometric configurations of the micromixers, were built: micromixer without obstacles, circular ob- stacle micromixer, triangular obstacle micromixer, obstacle rhombus micromixer, square obstacle micromixer. Based on a comparative study, we chose the Square Obstacle Micromixer as a better micromixer for Newtonian and non-Newtonian fluids. R´esum´e Le m´elange des fluides en utilisant un microm´elangeur `a deux couches de canaux crois´es a ´et´e investigu´e. Les ´equations de Navier-Stokes, de conservation de la masse et les ´equations de transport des esp`eces sont r´esolues num´eriquement `a l’aide d’un code CFD. Ainsi, le mod`ele adopt´e pour caract´eriser le m´elange est le Species Transport Model. Ce microm´elangeur pr´esente un potentiel r´eel afin d’am´eliorer les performances du m´elange tout en gardant le r´egime d’´ecoulement laminaire. Les fluides consid´er´es sont de la solu- tion CMC qui est mod´elis´ee par une loi de puissance avec des indices de comportement allant de 0,75 `a 1 et le nombre de Reynolds g´en´eralis´e variant de 0,1 `a 80. Diff´erentes configurations g´eom´etriques des microm´elangeurs, ont ´et´e construites: micromelangeur sans obstacles, micromelangeur avec des obstacles circulair , micromelangeur avec des obstacles triangulaire , micromelangeur avec des obstacles losange , micromelangeur avec des obstacles carr´e . D’apr´es un ´etude comparative , nous avons choisi le microm´elangeur `a obstacles carr´es comme un meilleur microm´elangeurs pour les fluids Newtoniens et non-Newtoniens.