طراحی سطوح آلومینیومی آب گریز و شیاردار برای بهبود عملکرد چگالش قطره ای

در این پژوهش، یک سطح سلسله مرتبی با هدف ارتقای بازدهی چگالش قطره ای بر روی آلیاژ آلومینیوم طراحی و ساخته شد. فرآیند ساخت شامل ایجاد هندسه شیاردار در مقیاس ماکرو، اچ شیمیایی برای ایجاد مورفولوژی پلکانی میکرونی و در نهایت رشد نانوورقه های درهم تنیده بوهمیت با ساختار گل مانند از طریق عملیات آب جوش است. جهت کاهش انرژی سطحی، لایه ای خودآرا از مولکول های اکتا دسیل تری کلروسیلان از طریق تشکیل پیوندهای کووالانسی قوی Si-O-Al بر روی این ساختار نشانده شد که منجر به افزایش زاویه تماس از ۵۹ درجه در نمونه معمولی به ۱۶۰درجه و کاهش هیسترزیس به کمتر از ۵ درجه گشت. ارزیابی عملکردی در دماهای ساب کولینگ ۵ و ۱۰ درجه سانتی گراد نشان داد که بیشترین میزان بهبود در جمع آوری آب در دمای ساب کولد ۵ درجه سانتی گراد به دست آمده است؛ به طوری که نمونه شیاردار فوق آب گریز به بهبود ۶۲۵/۴۰ درصدی و نمونه فوق آب گریز معمولی (تخت) به بهبود ۷۱/۲۶ درصدی نسبت به آلومینیوم شاهد دست یافتند. این نتایج تایید می کند که هم افزایی میان دفع قطرات در رژیم کاسی-بکستر در مقیاس نانو و هدایت مکانیکی شیارها در مقیاس ماکرو، با کاهش زمان باقی ماندن قطرات و آزادسازی مستمر سایت های جوانه زنی، مانع از تشکیل فیلم حرارتی شده و راندمان انتقال حرارت را به شکلی بهینه توجیه می نماید.

کلیدواژه ها:

آب گریزی ، انتقال حرارت ، چگالش قطره ای ، خیس شوندگی ، سطوح شیاردار