ايجاد نانوساختارهاي آب دوست/آب گريز بر روي سطح جوشش و تاثسر آن بر پارامترهاي جوشش استخري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

از آنجاييكه خواص سطح جوشش تاثير بسيار زيادي بر فرايند جوشش دارد در اين پژوهش اثر تغييرات خواص سطح جوشش از جمله زبري و ترشوندگي سطح، از طريق ايجاد نانوساختارهاي آبدوست و آبگريز و نيز حالتهاي تركيبي اين دو نوع نانوساختار روي سطح به كمك جوشاندن نانوسيال هاي آبدوست/ آبگريزبر روي پارامترهاي جوشش مورد بررسي قرار گرفت. جوشش نانوسيال سيليكا آب‌دوست و آب‌گريز با سيال پايه آب خالص و آب/اتيلن گلايكول بر روي صفحه تخت دايره‌اي‌شكل با قطر مؤثر 25 ميلي‌متر انجام شد. هدف از اين مطالعه بررسي تغييرات مشخصات جوشش مانند شارگرماي بحراني (CHF)و ضريب انتقال گرما (HTC)براي جوشش نانوسيال و جوشش آب خالص روي سطوح نانوساختار مي‌باشد. آزمايش‌ها در سه غلظت مختلف نانوسيال آب‌دوست 005/0 و 007/0 و 01/0 درصد حجمي و نانوسيال آب‌گريز 005/0 و 007/0 درصد حجمي هم به‌صورت تكي و هم تركيبي، تا زمان رسيدن به شار گرماي بحراني انجام شد. در طول فرآيند جوشش در اثر رسوب نانوذرات بر روي سطح گرمكن پوشش‌هايي از نانوذرات آب‌دوست و آب‌گريز با زبري و ترشوندگي‌هاي متفاوت ايجاد شد. پس از ايجاد نانوساختار، جوشش آب خالص روي سطوح اصلاح شده به‌منظور بررسي اثر زبري و ترشوندگي سطح بر روي پارامترهاي CHF و HTC انجام شد و با جوشش آب خالص روي سطح صيقلي مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت نانوسيال آب‌دوست CHF و HTC افزايش و براي نوع آب‌گريز اين پارامتر كاهش قابل‌توجهي دارد. سطوح تركيبي با جوشش نانوسيالات آب‌دوست و آب‌گريز با غلظت‌هاي متفاوت در حالت‌هاي مختلف ايجاد شدند. بالاترين CHF با 62 درصد افزايش نسبت به آب خالص روي سطح صيقلي مربوط به جوشش آب بر روي سطح تركيبي بدست آمده از جوشش نانوسيال تركببي با نسبت حجمي 50/50 از نانوسيال آبدوست 007/0 و نانوسيال آبگريز 005/0 درصد حاصل شد. بالاترين HTC نيز با 54 درصد افزايش براي جوشش آب خالص روي همين سطح بود. اين افزايش به سايت‌هاي فعال هسته‌زايي براي تشكيل حباب‌ها و ايجاد يك ترشوندگي بهينه نسبت داده شد. تحليل اين رفتارها با مشاهده تغييرات ترشوندگي با اندازه‌گيري زاويه تماس و تعيين زبري سطح انجام شد.

230078

طراحي فرايند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان