پديد آورنده :
يزدخواستي، آرين
عنوان :
بررسي تجربي اثر هدايت الكتريكي سيال در فرآيند الكترواسپري
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
هجده،107ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
ابراهيم شيراني
توصيفگر ها :
رسانايي الكتريكي , قطر قطرات , مدهاي الكتروهيدروديناميكي
تاريخ نمايه سازي :
4/3/93
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محسن دوازده امامي
چكيده فارسي :
1 چكيده الكترواسپري پديدهي توليد قطرات به كمك ميدان الكتريكي است با توجه به كاربردهاي وسيع فرآيند الكترواسپري در زمينههاي مختلف مطالعه اين پديده به كنترل بيشتر بر قطر قطرات توليد شده و رفتارهاي الكتروهيدروديناميك مايع خروجي از نازل ميانجامد با توجه به اين كه ميدان الكتريكي در اين فرآيند نقش مهمي دارد ويژگي هاي الكتريكي و رسانايي سيال اسپري شونده نيز بسيار تاثير گذار است سياالت از نظر رسانايي الكتريكي به سه دستهي سياالت رسانا نارسانا و رسانايي ناچيز تقسيم ميشوند به همين منظور از استيك اسيد تولوئن و اتانول با خلوص 69 درصد براي بررسي نقش رسانايي الكتريكي اين سياالت استفاده شده است براي توصيف بهتر پارامترهاي موثر در فرآيند اعداد بي بعد حاكم بر فيزيك مساله تعيين شدهاند عدد بي بعد نسبت زمان آسودگي بارالكتريكي به زمان مشخصهي هيدروديناميكي براي بررسي اثر رسانايي الكتريكي عدد بي بعد كپيالري الكتريكي براي بررسي اثر ميدان الكتريكي و عدد وبر براي بررسي اثر دبي جريان حجمي در نظر گرفته شده است سيستم الكترواسپري استانداردي جهت انجام آزمايشات طراحي و ساخته شده و با استفاده از يك دوربين پر سرعت رويدادها به ثبت رسيده است در نهايت آزمايشاتي طراحي شده است تا بتواند اثر رسانايي الكتريكي را در كنار تاثير ولتاژ فاصلهي دو الكترود و دبي حجمي جريان بر قطر قطرات و مدهاي الكتروهيدروديناميكي به صورت تجربي بررسي نمايد آزمايشات نشان ميدهد كه با افزايش عدد بي بعد نسبت زمان آسودگي بار الكتريكي به زمان مشخصهي هيدروديناميكي موجب افزايش سرعت مهاجرت بارهاي الكتريكي از تودهي سيال به سطح مشترك سيال خروجي از نازل و سيال نارساناي اطراف ميشود و بنابراين قطر قطرات كاهش پيدا ميكند همچنين مشاهده ميشود كه تنش مماسي كه در سيال با رسانايي ناچيز بوجود ميآيد تاثير زيادي بر اندازهي قطر قطرات توليد شده و مدهاي الكتروهيدروديناميكي خواهد داشت كلمات كليدي الكترواسپري رسانايي الكتريكي قطر قطرات مدهاي الكتروهيدروديناميكي
چكيده انگليسي :
118 Experimental Investigation of the Effect of Fluid Electrical Conductivity in Electrospray Process Aryan Yazdkhasty a yazdkhasty@me iut ac ir January 21th 2014 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Ahmad Reza Pishevar aspishe@cc iut ac irAbstractElectrospray is the process of producing droplets by an applied electric field in which charged droplets acceleratedownward toward the ground electrode under the influence of electrical and gravity fields Liquid is ionized andwill be possessed the same charges when it is passing through the nozzle by means of the driven Fine dropletformation in an electrospray process is often explained by the hydrostatic balance between two key factors ofelectrostatic force and surface tension The five main forces involved in this phenomenon are viscosity surfacetension electrical inertial and gravity forces The competition between these forces generates different geometricalshapes of liquid when it emits from nozzle called electrohydrodynamic EHD modes Due to widespreadapplications of this phenomenon in different majors studying this process can assist to have more control onproduced droplets and EHD behaviors of liquid issuing from the nozzle The electrical properties of fluid includingelectrical conductivity and permittivity plays an essential role since it determines the electric stresses acting on thefilament surface Fluids according to their electrical conductivity are divided to conductive leaky dielectric and dielectric materials To exploit the effects of electrical properties of fluid on the process acetic acid as a conductive ethanol by 96 purity as a leaky dielectric and toluene as a dielectric liquid have been chosen in this study These solutions havesimilar physical properties except for the electrical ones The fluid material properties with the processingconditions are used to deduce the dimensionless groups required according to the physics of electrospray The ratioof charge relaxation time to the hydrodynamic characteristic time represents the conductivity effects the electriccapillary number is used to consider electrical field parameters including the applied voltage and the distancebetween two electrodes and finally the Weber number is defined for studying the volume flow rate effects Standard electrospray apparatus for carrying out experiments has been provided The high speed camera capableof 1000 frames per second fps was used to capture visual images of the electrospray A series of experimentswere conducted to consider the role of electrical properties on the droplets diameter and EHD modes at differentoperational parameters such as applied voltage distance between two electrodes and flow rate Results show that increasing the charge relaxation time to the hydrodynamic characteristic time leads to an increasein the amount of charges migrate from the liquid mass to the interface of liquid therefore decreases the dropletsdiameter The change of EHD modes in conductive and leaky dielectric fluids occur in lower electric capillarynumber in comparison to the dielectric fluid Increasing the Weber number also increases sprayed liquid volume so droplets diameter increases On the other hand increasing the Weber number reduces the surface charge density thus the change of EHD modes occurs in lower electric capillary number in comparison to higher Weber number It is also exhibited that the electric tangential stress generated in leaky dielectric fluid due to free charges affect thedroplets diameter and formed EHD modes Key wordsElectrospray Droplet diameter Electrohydrodynamic mode Electrical conductivity
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
ابراهيم شيراني
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محسن دوازده امامي
