پديد آورنده :
حسيني، شادي
عنوان :
بررسي تجربي و عددي اثر پارامترهاي فيزيكي و عملكردي بر فرآيند توليد ميكروذرات توخالي با استفاده از روش الكترواسپري هم محور و سيال مياني هوا
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 97ص. ،مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
افسانه ولي پوري
توصيفگر ها :
الكترواسپري هم محور , ميكروحباب , ميكروذرات توخالي
استاد داور :
احمد سوهانكار، محمدرضا توكلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/08/07
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/08/07
چكيده فارسي :
1 چكيده الكترواسپري هممحور روشي براي توليد ذرات هسته پوسته است متغيرهاي مختلفي از جمله پارامترهاي عملياتي هندسي و محيطي بر اين فرآيند تاثير دارند استفاده از هوا به عنوان سيال مياني و مايعي به عنوان سيال بيروني در پژوهشهاي بسيار معدودي مورد بررسي قرار گرفته است و فيزيك آن به طور كامل شناخته نيست هدف پژوهش پيش رو بررسي اين فرآيند و مطالعه پارامترهاي موثر بر فرآيند الكترواسپري با سيال مياني هواست در اين پژوهش اثر برخي پارامترها بر حبابهاي ايجاد شده توسط عكسبرداري سرعت باال و پردازش تصوير مورد بررسي قرار گرفت سپس براي بررسي اثر برخي از خواص فيزيكي سيال شبيهسازي عددي انجام شد در آزمايشها دبي مايع بين 60 ml hr تا 140 ml hr دبي هوا بين 7 74 ml hr تا 20 33 ml hr و ولتاژ بين 12 2 kV تا 15 kV تغيير داده شد نتايج نشان داد كه افزايش دبي مايع در همه موارد منجر به كاهش قطر حباب ميشود از طرفي افزايش ولتاژ در دبيهاي زياد مايع باعث كاهش قطر حباب ميشود ولي در دبيهاي كم مايع تاثير چنداني ندارد افزايش دبي هوا نيز باعث افزايش قطر حبابهاي توليد شده ميشود البته اثر اين متغير نيز در دبيهاي باالي مايع مشاهده ميشود و در دبيهاي كم اثر آن بيشتر بر روي فركانس توليد حباب است همچنين بررسي اثر فاصله نازل تا الكترود اندازه قطر داخلي الكترود قطر خارجي الكترود و موقعيت قرار گيري دو نازل نسبت به هم بررسي شد مشاهده شد كه كاهش فاصله نازل از الكترود كاهش قطر داخلي الكترود افزايش قطر خارجي الكترود و افزايش فاصله بين سوزن داخلي و خارجي باعث كاهش قطر حبابها ميشوند همچنين در شبيه سازي عددي كشش سطحي بين 0 04 N m تا 0 09 N m تغيير داده شد مشاهده شد كه قطر حباب با تغيير كشش سطحي از 0 04 N m به 0 09 N m ساير شرايط يكسان به مقدار 33 افزايش يافت اثر ويسكوزيته مايع نيز توسط حل عددي بررسي شد و مشاهده شد كه با كاهش ويسكوزيته از 0 11 mpa s به 0 05 mpa s ساير شرايط يكسان قطر حباب 32 افزايش يافت اثر موقعيت دو نازل نيز در شبيهسازيها مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داده شد كه يكي از داليل تغيير قطر حباب با تغيير اين پارامتر تغيير نيروي الكتريكي وارد بر حباب است كلمات كليدي الكترواسپري هممحور ميكروحباب ميكروذرات توخالي
چكيده انگليسي :
85 Experimental and numerical investigation on the effects of the physical and operating parameters in the process of hollow microparticle fabrication by coaxial electrospray and air as the core fluid Seyedeh Shadi Hosseini Shadi hosseini@me iut ac ir Date of Submission 2020 09 20 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ahmadreza Pishevar apishe@cc iut ac irAbstract Coaxial electrospray is a method for producing core shell particles Different parameters such asoperation geometric and environmental parameters are affecting on the Coaxial electrospray process So far rare research has been devoted to studying coaxial electrospraying with air as core fluid and a liquid as shellfluid and its governing physics is not entirely recognized The present research explores this process and therole of significant coaxial electrospray parameters with air as core fluid by high speed imaging and imageprocessing technique Furthermore some numerical simulations are conducted to investigate the effects offluid physical properties on the process In the experiments the liquid flow rate the airflow rate and theapplied voltage varied in a range of 60ml hr 140 ml hr 7 74ml hr 20 33ml hr 12 2kV 15kV respectively Itwas shown that by increasing the liquid flow rate the diameters of bubbles decrease Also increasing theapplied voltage decreases the bubble diameters only at high liquid flow rates without any noticeable effectsat the lower flow rates Increasing the airflow rate leads to producing bubbles with a larger diameter However this behavior is also observed when the liquid flow rate is high enough and in the low fluid flowrate it mainly affects the bubble generation frequency The other investigated parameters include the distancebetween the nozzle and the electrode the electrode inner and outer diameters and the inner and outer nozzlesassembly respect to each other It is observed that we could produce smaller bubbles in size by reducing thenozzle and electrode distance increasing the outer electrode diameter or decreasing its inner diameter And increasing the distance between nozzle outlets cause smaller bubbles generation Moreover in the numerical simulations it was observed that when the liquid surface tension increasesfrom 0 04 N m to 0 09 N m An increase of 33 occurs in bubbles diameters no changes were applied toother parameters On the other hand decreasing the viscosity from 0 11 mpa s to 0 05 mpa s leads to a 23 increase in the bubble diameter The distance between nozzle outlets is the last parameter that was also studiedvia simulation It was demonstrated that one of the reasons contributing to bubble diameter changes with thechange of this parameter is the change in electrical forces on the bubble Keywords Coaxial electrospray Microbubble Hollow micoparticles
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
افسانه ولي پوري
استاد داور :
احمد سوهانكار، محمدرضا توكلي
