28383

بررسي اثر پوشش تفلون و پرداخت ليزر در انتقال حرارت چگالشي بر لوله افقي مسي

كارشناسي ارشد

مكانيك تبديل انرژي

1400

1401/12/17

حميد صفاري

مكانيك

بـا تـوجـه بـه كاربـرد فـراوان چـگالـش در صـنعت و همچنين ميزان انـتقال حـرارت بيشتر چـگالـش قـطرهاي نسـبت بـه چـگالـش لايهاي، محققين اخيرا در تـلاشانـد ضـمن دسـتيابي بـه چـگالـش قـطرهاي، انـتقال حـرارت در چـگالـش را بهـبود بـخشند. بـا تـوجـه بـه ارتـباط مسـتقيم ويژگيهـاي سـطح بـا ميزان انـتقال حـرارت، بـا بهـبود كيفيت سـطح ميتـوان انـتقال حـرارت بيشتري در چـگالـش انـتظار داشـت. بـه كارگيري سـطوح آبـگريز و آبـدوسـت و همچنين تـركيبي از اين دو نـوع تـحت عـنوان سـطوح دوگـانـه مـوضـوع مهميدر اين جـايگاه بـه شـمار ميآيد. اين پـديده رابـطه تـنگاتنگي بـا فـناوري پـوشـش دهي سـطوح دارد . در اين تحقيق پـوشـش مـقاوم تـفلون و الـگو هـاي نـواري در مقياس ميكروسـاخـتار بـر روي سـطح لـولـه مسي بكار گـرفـته شـده اسـت. بـا اين روش نـه تـنها ضـعف شسـته شـدن پـوشـش هـاي شيميايي در فـشار كاري و حـرارتي بـالا بـر طـرف شـده اسـت بلكه بـا بكار گيري ميكرو سـاخـتار هـا، زاويهي قـطره بـرروي سـطح لـولـه نسـبت بـه حـالـت پـوشـش سـاده تـفلون بـه طـور قـابـل تـوجهي افـزايش پيدا كردهاسـت. در اين مـطالـعه بـا ابـتدا ثـابـت نـگه داشـتن عـرض نـوار آبـگريز در محـدوده مـطلوب و تغيير دادن عـرض نـوار آبـدوسـت و بـررسي پـديده پـل زدن قـطرات بين دو نـوار بـه عـلت تـفاوت در تـر شـونـدگي و انـرژي سـطحي تـفلون و مـس حـالـت مـطلوبي بـراي نسـبت اين دو نـوار بـه هـم پيدا شـده اسـت.عـرض نـوار آبـگريز 450 ميكرون و عـرضنـوار آبـدوسـت از 225 ميكرون تـا 1800 ميكرون تغيير كرده اسـت. سـپس در نسـبت مـذكور حـالـت هـاي مـختلف نـوار آبـگريز هـم بـراي سـايزهـاي بـزرگـتر 600 ميكرون و سـايزهـاي كوچكتر 300 ميكرون بـررسي شـده تـا بـه مـطلوب تـرين انـدازه و نسـبت در نـوارهـاي ايجاد شـده دسـت يافـته شـود. نـتايج نـشان ميدهـد نـمونـه بـا نسـبت عـرض نـوار آبـگريز بـه آبـدوسـت دو بـرابـر در حـالتي كه عـرض نـوار آبـگريز 450 ميكرون و عـرض نـوار آبـدوسـت 225 ميكرون اسـت بهـترين انـتقال حـرارت را ايجاد ميكند كه 450.8 درصـد افـزايش را نسـبت بـه سـطح پـوشـش خورده با تفلون ساده نشان ميدهد.

1402/03/21

An investigation of Teflon coating and laser polishing impact on condensation heat transfer in a horizontal Copper tube

3/7/2024 12:00:00 AM

Due to the widespread use of condensation in the industry and also the higher heat transfer rate of dropwise condensation compared to filmwise condensation, researchers are recently trying to improve the heat transfer in condensation while achieving dropwise condensation. Considering the direct relationship between the surface characteristics and the heat transfer rate, more heat transfer can be expected in condensation with the improvement of the surface quality. The use of hydrophobic and hydrophilic surfaces, as well as a combination of these two types under the title of hybrid surfaces, is an important issue in this valley. This phenomenon has a close relationship with surface coating technology. In this research, Teflon coating and microstructure-scale strip patterns were used on the surface of the copper pipe. With this method, not only the weakness of washing chemical coatings under high working pressure and heat has been eliminated, but by using microstructures, the drop angle on the pipe surface has increased significantly compared to the case of simple Teflon coating. In this study, by keeping the width of the hydrophobic strip constant in the desired range and changing the width of the hydrophilic strip, and investigating the drop bridging phenomenon between the two strips due to the difference in wettability and surface energy of Teflon and copper, an optimal state for the ratio of these two strips was found. the different states of the ,in the mentioned ratio ,Then hydrophobic strip were also checked to achieve the most favorable size and ratio in the created strips.

انتقال حرارت چگالشي , پوشش پليمري , سطوح دوگانه آبدوست-آبگريز , ليزر , ميكرو نانو ساختار

Condensation heat transfer , polymer coating , hydrophilic-hydrophobic hybrid surfaces , laser , micro-nano structure

Shahab Shahlaei

Hamid Saffari