مطالعات تجربي اثرات پوشش دهي پليمري وپركننده‎هادر توليد سطوح سوپر‎آبگريز

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

مهر ماه 1394

مهر ماه 1394

دكتر نوروز محمد نوري

مكانيك

چكيده سطوح آبگريز اولين بار سال 1907به شيوه مصنوعي توليد شد، كه در سال هاي اخير توجه زيادي را به خود جذب كرده است. از كاربردهاي آن مي‎توان به كاهش پسا، خودتميزشوندگي، كاهش اتلاف انرژي در خطوط انتقال سيال، افزايش مقاومت دربرابرخوردگي وغيره اشاره كرد. دركار پژوهشي روبرو، ابتدا به معرفي مفهوم آبگريزي، مواد آبگريز، ديدگاه هاي مختلف در مورد سطح ‏ابر آبگريز، پارامترهاي موثر در آبگريزي پرداخته شد. سپس مواد پليمري و پركننده ها و نحوه ي لايه ‏نشاني در توليد سطوح ابر آبگريز معرفيمي‎شوند، كه از ميان آنها PDMS به عنوان پليمر و سيليكاي آبگريز به عنوان پركننده و اسپري به عنوان فرايند پوشش دهي انتخاب شدند و همچنين پس از آزمون هاي مختلف تولوئن به عنوان حلال انتخاب شد. در ادامه به بررسي غلظت مناسب PDMS در تولوئن و بررسي زاويه تماسي و لغزش پوشش ها و ميزان پايداري پوشش ها در زير آب پرداخته شد كه در نهايت زاويه تماسي استاتيكي 163 درجه و زاويه ديناميكي 4 درجه و پايداري 7 روز زير آب حاصل شد البته سطوح پس از خروج از آب و خشك شدن دو باره آبگريز بودند. سپس پوشش تهيه شده، مورد آزمون كاهش پساي اصطكاكي در ميكروكانال آزمايشگاه هيدروديناميك كاربردي قرار گرفت، كه نتايج مناسبي (25 تا 60 درصد) براي كاهش پساي اصطكاكي از آن حاصل شد و درنهايت به مطالعه دو روش شبيه سازي سطوح ابر آبگريز پرداخته شد، كه در اولين شبيه سازي به بررسي رابطه طول لغزش سطح ابر آبگريز با ميزان كاهش پساي اصطكاكي در ميكروكانال دو بعدي پرداخته شد، كه در نتايج آن مشاهده شد كه با افزايش طول لغزش سطح كاهش پسا افزايش مي‎يابد و مستقل از عدد رينولدز كانال مي‎باشد و در دومين شبيه سازي به بررسي رابطه ابعاد و گام زبري سطح ابر آبگريز با ميزان كاهش پساي اصطكاكي در ميكرو كانال سه بعدي با رينولدز 2816 پرداخته شد، كه نتايج آن نشان دهنده آن است كه با افزايش گام ‏زبري هاي سطح مقدار كاهش پساي اصطكاكي افزايشيافته و در ‏صورتي كه نسبت بخشهاي عدم برش به عدم لغزش سطح ‏افزايشيابد (افزايش ‏w/d‏) مقدار كاهش پسا شدت ‏خواهد يافت و دستيابي به مقدار كاهش پساي اصطكاكي حدود 51 درصد ميسر خواهد شد.‏ واژه‌هاي كليدي:ابر آبگريز، زاويه تماسي، پليمر، كاهش پسا