22674

مطالعه تجربي اثر تحريك ديناميكي قطره روي سطوح آبگريز

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

1396

1399/6/4

دكتر نوروزمحمد نوري

مكانيك

پديده چگالش به معناي تبديل سيال از فاز بخار به فاز مايع در اثر كاهش دماي بخار در فشار ثابت مي‌باشد كه از فرآيندهاي بسيار مهم و پركاربرد در صنعت مانند صنايع نفت و گاز و نيروگاه ها مي‌باشد. فرآيند چگالش به صورت‌هاي چگالش قطره‌اي ، لايه‌اي و يا تركيبي از اين دو حالت رخ مي‌دهد. در چگالش قطره‌اي بر خلاف چگالش لايه‌اي كل سطح خيس نشده و قطرات بر روي سطح تشكيل مي‌شوند كه اين امر سبب كاهش مقاومت حرارتي و افزايش نرخ انتقال حرارت مي‌شود. اين نوع چگالش بر روي صفحات آبگريز و ابر آبگريز كه انرژي سطحي پايين تر و زاويه تماس بيشتري دارند رخ مي‌دهد. با استفاده از تحريك خارجي مي‌توان باعث ايجاد پديده لغزش و جدا شدن قطرات بر روي سطوح آبگريز شد كه اين امر مي‌تواند منجر به افزايش شار حرارتي و ضريب انتقال حرارت شود. تحريك خارجي مي‌تواند به صورت هاي تحريك الكتريكي و يا تحريك ديناميكي باشد، در اين پژوهش به بررسي اثر تحريك ديناميكي بر روي سطوح آبگريز و اثر اين پديده به صورت تجربي بر روي شار حرارتي و ضريب انتقال حرارت پرداخته شده است و در ابتدا يك دستگاه آزمايشگاهي براي انجام تست ساخته شده است. اين ست آپ قابليت انجام تست چگالش بر روي سطوح عمودي به اندازه 45*45 ميلي‌متر را دارد و سپس المان تحريك ديناميكي بر روي آن تعبيه گرديده است. با استفاده از اين المان مي‌توان اثر تحريك ديناميكي بر روي چگالش قطره‌اي را مشاهده نمود. آزمايش بر روي دو نوع سطوح آبگريز با فركانس تحريك 60 هرتز انجام شده است و نتايج نشان دهنده تاثير مثبت اين تحريك بر روي پديده چگالش قطره‌اي مي‌باشد.نتايج تجربي به دست آمده نشان دهنده افزايش 15 درصدي شار حرارتي و ضريب انتقال حرارت مي‌باشد.

1399/06/12

Experimental Investigation of the Dynamic Vibration Effect of droplets on Hydrophobic Surfaces

8/26/2021 12:00:00 AM

Condensation phenomenon means the conversion of fluid from the vapor phase to the liquid phase due to the reduction of vapor temperature at constant pressure, which is one of the most important and widely used processes in the industry such as oil and gas industries and power plants. The condensation process occurs in the form of droplet, layered, or a combination of them. In dropwise condensation, unlike the filmwise condensation, it does not get wet and droplets form on the surface, which reduces the thermal resistance and increases the heat transfer rate. This type of condensation occurs on hydrophobic and superhydrophobic plates that have lower surface energy and higher contact angles. External stimulation can cause slipping and droplet separation on hydrophobic surfaces, which can lead to increased heat flux and heat transfer coefficient. External stimulation can be in the form of electrical excitation or dynamic excitation. In this study, the effect of dynamic excitation on hydrophobic surfaces and the effect of this phenomenon on heat flux and heat transfer coefficient have been investigated. For this reason an Experimental set-up has been made and this set-up has the ability to perform condensation tests on vertical surfaces of 45 x 45 mm and then a dynamic excitation element is installed on it. Using this element, the effect of dynamic excitation on droplet density can be observed. Experiments have been performed on two types of hydrophobic surfaces with excitation frequency of 60 Hz and the results show the positive effect of this excitation on the droplet condensation phenomenon. The experimental results show a 15% increase in heat flux and heat transfer coefficient.