θέματα νέων διπλωματικών

ΝΕΕΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΕΣ

Ο νέος Χημικός Μηχανικός θα κληθεί να συμβάλει σε μια μορφή ανάπτυξης η οποία δεν θα συνεπάγεται την καταστροφή του περιβάλλοντος και των φυσικών πόρων, αλλά θα εγγυάται την ορθολογική χρήση τους και τη βιωσιμότητά τους, δηλαδή στη Βιώσιμη Ανάπτυξη. Η εντατικοποίηση των διεργασιών, η οποία συμβάλει στη βιώσιμη ανάπτυξη, απαιτεί  το σχεδιασμό, μελέτη και βελτιστοποίηση καινοτόμων  συσκευών χημικών και φυσικών διεργασιών. Στο πλαίσιο αυτό έχει δοθεί τα τελευ­ταία χρόνια έμφαση στην ανάπτυξη και στο βέλτιστο σχεδιασμό μικρο-συσκευών, δηλαδή συστημάτων των οποίων τα κανάλια ροής έχουν χαρακτηριστική διάσταση μικρότερη από ένα mm και  γι’ αυτό χαρακτηρίζονται από την απουσία τύρβης. Γνωρίζουμε επίσης ότι στις περισσότερες διεργασίες της Χημικής Μηχανικής αλλά και  σε προβλήματα βιο-ιατρικής συναντάμε πολυφασική ροή, δηλαδή ταυτόχρονη ροή περισσοτέρων της μιας φάσεων (αέριας, υγρής και στερεάς) μέσα στον ίδιο χώρο. Τα μ-συστήματα που δημι­ουρ­γούνται με συνδυασμό διαφόρων μ-συ­σκευών μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ποικίλες εφαρ­μογές, όπως η παραγωγή πολύτιμων φαρμα­κευτικών προϊόν­των, συστήματα in vitro βιο­-ανάλυσης (διάγνωση) και in vivo παρέμ­βασης (θεραπεία), συσκευές ποιοτικού ελέγχου (Lab-on-a-chip), συστήματα ψύξης και θέρμανσης, κυψελίδες καυσίμων κλπ.

Το Εργαστήριο Τεχνολογίας Χημ. Εγκαταστάσεων είναι εξοπλισμένο με σύγχρονα μέσα (μ-PIV, LIF, fast video camera, κώδικα CFD κλπ.) που είναι απαραίτητα για την εκπόνηση των προτεινόμενων διπλωματικών εργασιών.

Η ανάληψη μιας Διπλωματικής του Εργαστηρίου απαιτεί την επιτυχή παρακολούθηση ΔΥΟ (2) τουλάχιστον από τα παρακάτω μαθήματα επιλογής:

  • ΠΟΛΥΦΑΣΙΚΗ ΡΟΗ ΣΕ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΑΙ ΣΤΗ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ (Εαρ.. Εξάμηνο)
  • ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗ ΜΙΚΡΟΣΥΣΚΕΥΩΝ (Χειμ. Εξάμηνο)
  • ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ (Χειμ. Εξάμηνο)

Περισσότερες πληροφορίες από τον κ. Σ.Β. ΠΑΡΑ ή την κ. Α.Α. ΜΟΥΖΑ.

 

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ

  1. Πειραματική μελέτη της ανάμιξης σε μ-αγωγό.

Θα μελετηθεί πειραματικά χρησιμοποιώντας μη-παρεμβατική τεχνική (Laser Induced Fluorescence, LIF) η ανάμιξη μη-Νευτωνικών ρευστών σε μ-αναμίκτη.

  • Αναστασίου, Α.Δ., Μακρή, Κ., Μουζά, Α.Α. 2013 Πειραματική μελέτη της προόδου της ανάμιξης σε μ-αναμίκτες. 9ο Πανελλήνιο Επιστημ. Συνέδριο Χημ. Μηχανικής, Αθήνα.

  2. Μελέτη του πεδίου ροής γύρω από φυσαλίδες που σχηματίζονται από δυο γειτονικούς τριχοειδείς σωλήνες.  

Θα μελετηθεί πειραματικά χρησιμοποιώντας μη-παρεμβατική τεχνική (Particle Image Velocimetry, PIV) και Fast Video Camera το πεδίο ροής κατά το σχηματισμό των φυσαλίδων.

  • Μέγαρη, Α.I., Πάσσος, Α.Δ., Παράς, Σ.Β.,  Μουζά, Α.Α. 2015 Πειραματική μελέτη σχηματισμού και συνένωσης φυσαλίδων από γειτονικούς μ-αγωγούς μέσα σε μη-Νευτωνικό ρευστό. 10ο Πανελλήνιο Επιστημ. Συνέδριο Χημ. Μηχανικής, ΠΑΤΡΑ.
  • Σε συνδυασμό με εργασία με CFD

 3. Απορρόφηση CO2 σε μ-απορροφητή.

Σχεδιασμός και πειραματική μελέτη της λειτουργίας μ-συσκευής για την απορρόφηση με υγρό διαλύτη του CO2

 

ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΩΔΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ (CFD)

  1. Μελέτη της ανάμιξης κατά την έγχυση φαρμάκου στο αίμα (χρήση L-type micromixer).

Θα μελετηθεί με κώδικα CFD η ανάμιξη βιολογικών μακρομορίων (φαρμάκων) στο αίμα (μη-Νευτωνικό ρευστό) σε μ-αναμίκτη τύπου L.

  • Kanaris, A.G., Stogiannis, I.A., Mouza, A.A., Kandlikar, S.G. 2015. Comparing the mixing performance of common types of chaotic micromixers: a numerical study. Heat Transfer Engineering 36(13), 1122-1131

 2 Πτώση πίεσης μη-Νευτωνικού υγρού (Casson fluid/αίμα) σε μ-αγωγό.

Με χρήση κώδικα CFD και μεθοδολογία DOE-RSM θα διαμορφωθεί συσχετισμός πρόβλεψης της πτώσης πίεσης κατά τη ροή μη-Νευτωνικού υγρού σε μ-αγωγό.

  • Passos, A.D., Chatzieleftheriou, V.A., Mouza A.A., Paras, S.V. 2016 Casson fluid flow in a microchannel containing a flow disturbing rib. Chem. Eng. Sci. doi:10.1016/j.ces.2016.04.006

 3. Πεδίο ροής γύρω από τη συνένωση αρτηριών σε by-pass.  Επίδραση της γωνίας συρραφής.

Θα μελετηθεί με κώδικα CFD η επίδραση της γωνίας συρραφής στην κατανομή της ταχύτητας και της τοιχωματικής διατμητικής τάσης στην περιοχή της συνένωσης των αρτηριών σε by-pass.

  • Kanaris, A.G., Anastasiou, A.D. and Paras, S.V. 2012. Modelling the effect of blood viscosity on hemodynamic factors in a small bifurcated artery. Chem. Eng. Sci. 71, 202–211.

 4. Ροή αέρα-υγρού σε μ-αγωγό.

Θα μελετηθεί με κώδικα CFD τα χαρακτηριστικά της ροής με slugs κατά τη ροή αέρα-υγρού (Νευτωνικού και μη –Νευτωνικού) σε μ-αγωγό.

  • Σε συνδυασμό με πειραματική εργασία που βρίσκεται σε εξέλιξη.

 5. Διαχωρισμένη ροή υγρού/αερίου σε κυλινδρικό αγωγό.

Θα προσομοιωθεί με κώδικα CFD η διαχωρισμένη ροή υγρού/αερίου σε κυλινδρικό αγωγό και τα αποτελέσματα θα συγκριθούν με υπάρχοντα πειραματικά δεδομένα.

  • Lioumbas, J.S., Mouza, A.A. and Paras, S.V. 2006 Effect of surfactant additives on co-current gas-liquid downflow. Chem. Eng. Sci., 61, 14, 4605-4616. 

 6. Δημιουργία σταγονιδίων από κεφαλή εκτυπωτή ink-jet.

Θα μελετηθεί η επίδραση των φυσικών ιδιοτήτων του υγρού (μελάνι) στα χαρακτηριστικά των δημιουργούμενων σταγονιδίων. Διφασική ροή υγρού – αερίου σε μ-αγωγό.

 7. Στήλη φυσαλίδων.

Θα προσομοιωθεί με κώδικα CFD η λειτουργία στήλης φυσαλίδων και τα αποτελέσματα θα συγκριθούν με υπάρχοντα πειραματικά δεδομένα και εμπειρικές σχέσεις.

  • Anastasiou, A.D., Passos, A.D. and Mouza, A.A. 2013 Bubble columns with fine pore sparger and non-Newtonian liquid phase: prediction of gas hold up. Chem. Eng. Sci. 98, 331-338
  • Kazakis, N.A., Papadopoulos, I.D. and Mouza, A.A. 2007 Bubble columns with fine pore sparger operating in the pseudo-homogeneous regime: gas hold up prediction and a criterion for the transition to the heterogeneous regime. Chem. Eng. Sci. 62, 3092-3103.