بررسي نشست نانوذرات برروي سطح به منظور بهبود جوشش استخري

كارشناسي ارشد

امروزه مبحث انتقال حرارت همراه با تغيير فاز از مايع به بخار، با توجه به بحران انرژي و نيز مسئله مهم بازده انتقال حرارت، موردتوجه محققين قرار دارد. جوشش يكي از مكانيسم‌هاي انتقال حرارت است كه در صنايعي ازجمله خنك‌سازي ابررايانه‌ها، برخي تجهيزات مورداستفاده در نيروگاه‌هاي حرارتي و غيره مورداستفاده قرار مي‌گيرد. بهبود منحني جوشش استخري از هسته‌زايي تا رسيده به شار حرارتي بحراني مي‌تواند با عمليات هاي سطحي متفاوت از جمله لايه نشاني با نانو ذرات با روش‌هاي گوناگون حاصل شود. پس از معرفي پارامترهاي سطحي موثر از قبيل زاويه تماس، زبري سطح و تخلخل، آزمايش‌هايي كه توسط محققان ديگر با روش‌هاي مختلف پوشش‌ دهي در راستاي بهبود جوشش حاصل شده مرور شده است. دراين مطالعه، روش الكترواسپري جهت لايه نشاني انتخاب شده كه با تغيير در پارامترهاي موثر در اين روش پوشش‌هايي متفاوت از ذرات TiO_"2" بر روي سطوح مسي ايجادشده است.‌ همچنين تركيب اين روش با فوتوليتوگرافي جهت ايجاد الگوهايي منظم از نانو ذرات آبگريز SiO_"2" موردبررسي قرار گرفت و اثر آن با سطح صاف مسي مقايسه شد. جهت بررسي مشخصات ساختار شكل گرفته بر روي سطوح از آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني (SEM)، تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FESEM)، آناليز پروفيلومتريك ، EDS-Mapping، EDS-Line Scanning و AFM استفاده شده است. ماكزيمم شار حرارتي حاصل‌شده براي نمونه لايه نشاني شده توسط ذرات SiO_"2" با گام و عرض الگوي آبگريز 1 ميليمتري در بالاترين مقدار شار حرارتي با 135% افزايش به مقدار "107/96" W/cm^"2" و ضريب انتقال حرارت با140% بهبود نسبت به سطح صاف مسي به مقدار "11/48" W/cm^"2" .K رسيد. از عوامل مهم در عملكرد نمونه ها مي توان به سايز و فاصله حفرات، ساختار متخلخل ، زاويه تماس و فشار ناشي از عمق حفرات كه موثر بر پارامتر هايي از قبيل ترشوندگي سطح، هسته زايي، كنترل مراكز هسته زايي و افزايش فركانس جدايش حباب بودند، اشاره كرد.

207556

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

مهندسي مكانيك- تبديل انرژي

دكتر حميد صفاري