• شماره ركورد
    33590
  • پديد آورنده

    سيد سجاد ابوطالبي

  • عنوان
    تحليل عددي اصلاح نيروي لاپلاس بر پرش قطره روي سطح ميكرو ساختار
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/03/13
  • استاد راهنما
    جناب آقاي دكتر حميد صفاري نطنزي
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    تغيير فاز بخار به مايع در فشار ثابت ، چگالش ، به دو صورت لايه اي و قطره اي انجام مي شود.در چگالش قطره اي ، قطرات ممكن است بلغزند و از سطح جدا شوند يا با ادغام شدنشان انرژي آزاد شده تبديل به انرژي جنبشي شود و باعث جدا شدن آنها از سطح شود. احتمال جدا شدن و پرش قطرات كوچكتر بيشتر از قطرات بزرگتر و همچنين سرعت پرش آن ها نيز بيشتر مي باشد. در پديده پرش قطره ، يك قطره مايع به طور ناگهاني و با سرعت بالا از يك سطح مايع به سمت مخالف پرتاب مي‌شود. اين پديده به دلايل مختلفي از جمله تغيير فشار، تغيير سطح آزاد و تغيير كشش سطحي رخ مي‌دهد . در اين پايان نامه عوامل تاثيرگذار بر پديده پرش قطره بررسي و مدل انرژي و نيرو هاي حاكم بر آن مانند نيروي كشش سطحي ، نيروي نگهدارنده و همچنين نيروي مركز گرانش ، بازنويسي شده اند . از آنجايي كه در پژوهش هاي پيشين نيروي لاپلاس ناشي از اختلاف فشار لاپلاس و معادلات آن در مدل انرژي در نظر گرفته نشده بود اصلاح لازم ، انجام و مجددا معادلات حاصل ، حل گرديد . و در ادامه تاثير اين نيرو بر پديده جدايش و پرش قطره ادغامي ارائه شد . در اين تحليل نتايج حاصل از تاثير پارامتر هاي مختلف مانند حجم اوليه قطرات پيش از ادغام، شيب سطح ، طول پيلار ، قطر و ارتفاع پيلار بر روي پرش قطره ادغام شده ارائه شده است . براي مثال در مورد شيب سطح براي دو شيب 5 و 30 درجه تحليل هاي مختلفي انجام و اين نتيجه حاصل شد كه با افزايش شيب براي سطح شيبدار بدون پيلار، نزديك به 2 ميلي ثانيه جدايش و پرش قطره ادغامي سريعتر اتفاق مي افتد كه اين يعني بهبود 18% در پرش قطره ادغامي . و اين افزايش شيب براي سطح شيبدار همراه با پيلار ، باعث مي شود تا نزديك به 7 ميلي ثانيه شعاع پايه قطره ادغامي در مدت زمان سريعتري به صفر برسد كه اين باعث بهبود 28% در پرش قطره ادغامي .در مورد طول پيلار هم ، 9 طول مختلف از 0.5 ميكرو متر تا 8 ميكرو متر با زاويه شيب 30 درجه براي سطح شيبدار همراه با پيلار مورد تحليل قرار گرفتند و اين نتيجه حاصل شد كه با افزايش مقدار طول پيلار ، مدت زمان بيشتري (از 0.5 μm تا 8 μm نزديك به 9 ميلي ثانيه) طول مي كشد تا شعاع پايه قطره ادغامي به صفر برسد و جدايش و پرش اتفاق افتد كه با كاهش طول پيلار از 8 μm به 0.5 μm ميكرومتر ، 9 ميلي ثانيه پرش سريع تر اتفاق مي افتد كه مي توانيم 33% پرش و همچنين جدايش قطره از سطح، انتقال حرارت را بهبود بخشيم.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/05/29
  • عنوان به انگليسي
    Numerical analysis of Laplace force modification on dro‎plet jumping on microstructure surface
  • تاريخ بهره برداري
    6/3/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سيدسجاد ابوطالبي

  • چكيده به لاتين
    The phase change of vapor to liquid at constant pressure, condensation, occurs in two ways: Filmwise an‎d dro‎pwise condensation. In dro‎pwise condensation, dro‎plets may slide an‎d separate from the surface or, as they merge, the released energy is converted into kinetic energy, causing them to separate from the surface. The probability of separation an‎d jumping of smaller dro‎plets is greater than that of larger dro‎plets, an‎d their jumping speed is also greater. In the dro‎plet jumping phenomenon, a liquid dro‎p is suddenly an‎d at high speed thrown from a liquid surface to the opposite side. This phenomenon occurs for various reasons, including pressure changes, free surface changes, an‎d surface tension changes.In this thesis, the factors affecting the dro‎plet jumping phenomenon are examined an‎d the energy model an‎d the forces governing it, such as surface tension force, retardation force, an‎d center of gravity force, are rewritten.Since, in previous studies, the Laplace force resulting from the Laplace pressure difference an‎d its equations were not considered in the energy model, the necessary correction was made, an‎d the resulting equations were solved again. an‎d then the effect of this force on the phenomenon of separation an‎d jumping of merged dro‎ps was presented. In this analysis, the results of the effect of various parameters such as the initial volume of dro‎ps before merging, surface slope, pillar length, pillar diameter an‎d height on the jumping of merged dro‎ps are presented. For example, in the case of the slope of the surface for two slopes of 5 an‎d 30 degrees, various analyses were performed, an‎d it was concluded that by increasing the slope of the inclined surface without pillars, the separation an‎d jumping of merged dro‎ps occurs nearly 2 milliseconds faster, which means an 18% improvement in jumping. an‎d this increase in slope for the inclined surface with pillars causes the base radius of the coalescing dro‎p to reach zero in a faster time of nearly 7 milliseconds, which results in a 28% improvement in jumping. Regarding the pillar length, 9 different lengths from 0.5 μm to 8 μm with a slope angle of 30 degrees were analyzed for the inclined surface with pillars, an‎d it was concluded that by increasing the pillar length, it takes a longer time (from 0.5 μm to 8 μm, nearly 9 milliseconds) for the base radius of the coalescing dro‎p to reach zero an‎d separation an‎d jump to occur. By reducing the pillar length from 8 μm to 0.5 μm, the jump occurs 9 milliseconds faster, which allows us to improve the jump by 33% an‎d subsequently the heat transfer.
  • كليدواژه هاي فارسي
    چگالش قطره اي , پرش قطرات , مدل انرژي , سطوح ميكرو ساختار , نيروي لاپلاس
  • كليدواژه هاي لاتين
    dro‎plet condensation , dro‎plet jumping , Energy model , Microstructure surfaces , Laplace force
  • Author
    Seyed Sajad Aboutalebi
  • SuperVisor
    Mr.Hamid Saffari Natanzi