25566

مطالعه تجربي چگالش بخار آب روي صفحات قائم آب‌گريز، آب‌دوست و هيبريدي

دكتري

مهندسي مكانيك

1393

1400/06/15

دكتر نوروز محمد نوري- دكتر مهدي نويدبخش

دكتر ستاره سخاوت

مكانيك

ﭼﮕﺎﻟﺶ از رژﯾﻢﻫﺎي ﻣﻬﻢ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت اﺳﺖ ﮐﻪ در ﺑﺴﯿﺎري از ﺻﻨﺎﯾﻊ ﻧﻈﯿﺮ ﺻﻨﺎﯾﻊ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﯿﺮو و ﺗﺒﺮﯾﺪ ﮐﺎرﺑﺮد ﮔﺴﺘﺮده‌اي دارد. در اين پژوهش اثرات پوشش‌هاي آب‌گريز و فوق آب‌گريزPDMS ، TGIC و SiO_2بهمراه پوشش تجاري آب‌گريز Danphobix و تركيب اين پوشش با نانو ذرات آب‌دوست و آب‌گريز آلومينيوم و مس، روي پارامترهاي انتقال حرارت چگالش در صفحات آلومينيومي عمودي مورد مطالعه تجربي قرار گرفت و با صفحه بدون پوشش مقايسه شد. علاوه بر اين نيز، انتقال حرارت در چگالش فيلمي در صفحاتي با الگوي هندسي خاص زبرشده توسط ليزر، بررسي گرديد. همچنين روابط تحليلي پارامترهايي از قبيل شار حرارتي، ضريب انتقال حرارت چگالش و عدد ناسلت با شرط مرزي لغزش در پديده چگالش روي صفحات عمودي بدست آمد. كليه سطوح با تصاوير الكتروني ميكروسكوپي روبشي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند. بررسي‌هاي اوليه نشان داد كه مقادير شار حرارتي و ضريب انتقال حرارت چگالش در پوشش تجاري Danphobix نسبت به بقيه پوشش‌ها بالاتر بوده و اين پوشش روي سطح بصورت نامنظم و جزيره‌اي ايجاد سطحي آب‌دوست- آب‌گريز نموده است. در بهترين حالت، مقدار شار حرارتي و ضريب انتقال حرارت چگالش در پوشش‌ Danphobix با ضخامت 17 ميكرومتر و تركيب با نانوذرات آلومينيوم آب‌دوست به ميزان %3 وزني پوشش، به ترتيب 52/2-2/2 برابر و 8/2-22/2 برابر نسبت به صفحه بدون پوشش افزايش يافته است. با توجه به بررسي صورت گرفته چگالش فيلمي روي صفحات زبرشده توسط ليزر، بيشترين مقادير شار حرارتي و ضريب انتقال حرارت چگالش در سطح با شيارهاي عمودي زبر شده با عرض 5/0 ميلي‌متر، به دست آمده است.

1400/09/07

The experimental study of water vapor condensation on vertical hydrophobic, hydrophilic and hybrid plates

9/6/2022 12:00:00 AM

Condensation is one of the central heat transfer regimes, which has been widely used in many industries, namely power generation industries and refrigeration systems. In this study, the effects of different hydrophobic and superhydrophobic coatings of PDMS, TGIC, SiO2 and a commercial coating called Danphobix and the combination of this coating with hydrophilic and hydrophobic nanoparticles of aluminum and copper on the condensation heat transfer characteristics of the plates were investigated and compared with the uncoated surface. In addition, the condensation on the plates with different rough-surface geometries has been experimentally investigated and compared with the smooth plate. Also, the analytical relationships of parameters such as heat flux, condensation heat transfer coefficient and Nusselt number with slip boundary condition in condensation phenomenon on vertical plates were obtained. All surfaces were analyzed by scanning electron microscopy. The initial investigation showed that the values of heat flux and condensation heat transfer coefficient of the plate with Danphobix coating are higher than other coatings. Also, scanning electron microscopy showed that the Danphobix coating on the surface was irregular and the islands formed a hydrophilic-hydrophobic surface. In the best case, the condensation heat transfer coefficient and heat flux values of Danphobix coating with thickness of 17 µm with hydrophilic aluminum microparticles with 3% weight percentage of surface coating was increased by 2.22-2.8 times and 2.2-2.52 times compared to no coating plate, respectively. According to the study of film condensation on laser-roughened plates, the maximum values of heat flux and condensation heat transfer coefficient on the surface have been obtained with vertical grooves with a width of 0.5 mm.

چگالش فيلمي , چگالش قطره‌اي , صفحات هيبريدي آب‌دوست- آب‌گريز , شار حرارتي , ضريب انتقال حرارت چگالش

Filmwise Condensation , dropwise Condensation , Heat Flux , Condensation Heat Transfer Coefficient , Hybrid Hydrophobic-Hydrophilic Plates