ارزیابی کارایی نانو-شوینده در حذف لکه های روغنی از منسوجات: یک مطالعه عددی-تجربی با هدف بهینه سازی فرمولاسیون

این پژوهش به مدلسازی عددی نفوذ و عملکرد نانو-شوینده های حاوی نانوذرات اکسید روی (ZnO) در منافذ پارچه ای با بافت ساده و بررسی فرآیند حذف لکه های روغنی می پردازد. با توجه به ضرورت توسعه شوینده های کارآمد و سازگار با محیط زیست، هدف اصلی مطالعه، تحلیل تاثیر افزودن نانوذرات بر رفتار هیدرودینامیکی، انتقال حرارت و کارایی پاک کنندگی شوینده در مقیاس میکرو درون ساختار پارچه است. برای این منظور، یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بر مبنای روش حجم سیال (VOF) برای رهگیری سطح مشترک دو فاز نانو-شوینده و لکه روغن توسعه داده شد. هندسه مسئله شامل یک منفذ نماینده از بافت ساده پارچه به همراه یک لکه روغن چسبیده به الیاف در نظر گرفته شده است. شبیه سازی های ناپایا برای بررسی میدان سرعت، توزیع دما، دینامیک حذف لکه و پارامترهای مهمی مانند ضریب اصطکاک و عدد نوسلت در غلظت های مختلف نانوذرات (۰.۱ تا ۰.۴ درصد حجمی) انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که افزودن نانوذرات اکسید روی، ضمن افزایش مقاومت جریان (افزایش ضریب اصطکاک)، انتقال حرارت را به طور قابل توجهی (افزایش عدد نوسلت) بهبود می بخشد که هر دو عامل تاثیر مثبتی بر قابلیت شویندگی دارند. بنابراین، گذر زمان و عبور جریان نانو-شوینده منجر به کاهش تدریجی حجم لکه روغن و پاک سازی موثر آن می شود. این مطالعه گامی در جهت درک مکانیسم های موثر در سطح میکروسکوپی برای بهینه سازی فرمولاسیون نانو-شوینده ها برداشته است.

کلیدواژه ها:

نانو-شوینده ، اکسید روی ، مدلسازی عددی ، بافت پارچه ، حذف لکه روغن ، روش حجم سیال (VOF)