ETD

• Arrow-mixer
• microfluidica
• simulazioni numeriche
• T-mixer
• visualizzazioni di flusso

Nel presente lavoro è stato studiato il processo di miscelazione in regime laminare di liquidi all’interno di micro dispositivi. Sono state eseguite congiuntamente prove sperimentali e simulazioni numeriche con lo scopo di caratterizzare i differenti regimi di flusso che si presentano all’interno di due semplici micro-mixer passivi, di diversa geometria, denominati T-mixer e Arrow-mixer. È stata sviluppata una nuova metodologia attraverso la quale è stato possibile confrontare quantitativamente i risultati delle simulazioni numeriche con quelli ottenuti sperimentalmente attraverso visualizzazioni di flusso eseguite con luce non collimata. Il metodo è stato applicato e convalidato nell’analisi dei regimi di flusso stazionari che si presentano all’interno di un T-mixer. Per il T-mixer è stata successivamente condotta la medesima analisi per lo studio dei regimi di flusso periodici non stazionari che si susseguono all’aumentare del numero di Reynolds. Le prove sperimentali hanno confermato i dati ottenuti con le simulazioni numeriche e reso possibile l’identificazione dei valori dei numeri di Reynolds critici ai quali si presentano le transizioni tra i diversi regimi. Dal momento che, minimali variazioni geometriche della forma possono provocare cambiamenti nel comportamento dei fluidi, sono state eseguite, inoltre, prove sperimentali e simulazioni numeriche per i regimi di flusso stazionari sul cosiddetto Arrow-mixer, un miscelatore ottenuto a partire da quello a forma di T, variando esclusivamente l’angolo formato tra i canali d’ingresso ed il canale di uscita. È stato osservato che un dispositivo di questo tipo anticipa la comparsa del cosiddetto engulfment regime, presentando però, inaspettatamente, una gamma di condizioni di lavoro ottimali più stretta rispetto al T-mixer.