27456

تحليل فرآيند تقطير در الگوي چگالش قطره اي ناپايدار

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- تبديل انرژي

1398

1401/04/29

دكتر نوري

دانشكده مهندسي مكانيك

فرآيند 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 نمك‌زدايي، مديريت حرارتي، توليد برق، برداشت آب و صنايع نفت و گاز مي‌باشد. فرآيند چگالش به دو طريق لايه‌اي (فيلمي) يا قطره‌اي و يا تركيبي از اين دو حالت رخ مي‌دهد. در چگالش لايه‌اي يك فيلم پيوسته از سيال روي سطح چگالش تشكيل مي‌شود كه همين لايه باعث ايجاد مقاومت حرارتي شده و بازده دستگاه حرارتي مورد نظر مانند يك مبدل حرارتي را كاهش مي‌دهد. در چگالش قطره‌اي دسته‌اي از قطرات جداگانه بر روي سطح تشكيل مي‌شود كه اين فعل سبب افزايش قابل توجه نرخ انتقال حرارت مي‌شود. افزودن پوشش‌ آبگريز به صفحات چگالش سبب ايجاد تغيير در نوع چگالش از لايه‌اي به قطره‌اي و به دنبال آن بهبود شار حرارتي و ميزان چگالش مي‌شود. در اين پژوهش نخست به شناخت رفتار قطرات تحت تاثير ارتعاشات پرداخته شده و سپس جهت عملياتي كردن موضوع كار تجربي بررسي، آغاز گرديد. در قسمت مطالعه و پژوهش تجربي ضمن استفاده از صفحاتي با پوشش آبگريز جهت تثبيت چگالش به صورت قطره‌اي سعي بر آن شد تا با تحريك ديناميكي صفحه چگالش و ايجاد لرزش در صفحه چگالش و به تبع آن ارتعاش قطرات ، تاثير كلي ارتعاش بر فرآيند چگالش و همچنين تغييرات ميزان ارتعاش بر مشخصه‌هاي مهم چگالش يعني نرخ انتقال حرارت و ميزان چگالش مورد بررسي قرار گيرد. با تبديل نوع چگالش از فيلمي به قطره‌اي كيفيت و ميزان چگالش بيش از 200 درصد افزايش يافت. در ادامه پژوهش توجهات به سمت افزايش نرخ انتقال حرارت و به تبع آن افزايش ميزان چگالش معطوف گرديد. با تحريك و ايجاد لرزش در صفحه چگالش مشاهده گرديد كه براي اين نوع پوشش افزايش ميزان فركانس ارتعاش تا حدودا 120 هرتز موجب بهبود عملكرد و افزايش شار حرارتي مي‌شود اما پس از آن نه تنها تا حوالي 180 هرتز افزايشي مشاهده نمي‌شود بلكه با افزايش هرچه بيشتر فركانس به بيش از 180 هرتز كاهش مشخصه‌هاي مذكور مشاهده شده است

1401/09/05

7/20/2023 12:00:00 AM

Condensation phenomenon is defined as phase change from gas phase to liquid phase due to the temperature drop in constant pressure which is one the most important and applicable in industry, i.e., thermal management, desalination, electricity generation, oil and gas industry, and water management industry. Condensation process can be done through two ways: filmwise and dropwise or combination of them. In filmwise condensation, a continuous film of fluid is formed on the condensation surface which causes thermal resistance and reduces the efficiency of thermal devices like heat exchangers. In dropwise condensation, a collection of separate drops is formed on the surface which increases the rate of heat transfer. Adding hydrophobic coating to the condensation surfaces changes the type of condensation from filmwise to dropwise and enhances the heat exchange and condensation rate. In this research, effect of vibration on the behaviour of drops is investigated at first stage and later experiments were conducted to investigate the possibility of functional usages. In the experimental study, in addition to the usage of hydrophobic coatings for stabilizing the dropwise condensation, dynamic excitation of condensation surface and generating vibration which causes the vibration of drops was reviewed. Furthermore, the effect of vibration intensity on the characteristics of condensation like heat transfer rate and condensation rate was analyzed.

چگالش , ارتعاش قطرات

Condensation , vibration of drops

Hossein Mahdavi

Prof. Norouz Mohammad Nouri