Loading...

Experimental Investigation of Cooling Surfaces with Electrospray Using a Porous Nozzle

Ebrahimi, Fariba | 2024

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 57969 (45)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Aerospace Engineering
  6. Advisor(s): Morad, Mohammad Reza
  7. Abstract:
  8. Electrospray, as a novel and efficient method in jet production, utilizes a combination of hydrodynamic and electrostatic forces. In electrohydrodynamic systems, by controlling effective parameters, it is possible to achieve a wide range of fluid flow regimes. Among these, the stable cone-jet mode has attracted special attention from researchers due to its stability and controllability characteristics. The unique features of this mode include uniformity in droplet size resulting from jet breakup (which is effective in reducing temperature gradients on hot surfaces), the ability to control fluid flow characteristics through adjustable parameters such as electrical voltage, and spray production to exploit the advantages of two-phase heat transfer. These characteristics have created significant potential for application in hot surface cooling. It is clear that thermal management in high-power-density electronic and electrical units in advanced industries drives our need to study and investigate hot surface cooling in a cost-effective manner. In this research, we experimentally investigate surface cooling and present our results by carefully monitoring the nozzle's effect on stable cone-jet mode formation. This study can be an effective step toward developing novel thermal management methods in high-power-density systems. In the first step of this research, electrohydrodynamic modes, with emphasis on the stable cone-jet mode, have been thoroughly examined from various aspects. Initially, the sensitivity of cooling parameters to factors affecting the electrohydrodynamic system has been measured, and to improve cooling efficiency, we will use a nozzle with specific characteristics that enables access to higher flow rates by increasing surface tension forces. Finally, based on the experimental results, the thermal behavior of the surface in the electrohydrodynamic system will be analyzed
  9. Keywords:
  10. Electrohydrodynamic ; Electrospray ; Cone-Jet ; Porous Nozzle ; Flow Modes ; Heat Cooling

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
    • انگیزه ی پژوهش
    • تعریف مساله
    • پیشینه‌ی پژوهش
    • کاربرد پژوهش
    • نوآوری های پایان نامه
    • ساختار پژوهش
  • مبانی نظری و فیزیک مساله
    • بررسی جریان الکتروهیدرودینامیک
      • ساختار قطبی سیال
      • نیروهای الکتروهیدرودینامیکی
    • دسته‌بندی مودهای الکترواسپری
      • مکانیزم تشکیل و مشخصات مود مخروط - جت پایا
    • تخلیه‌ی کرونا
    • اثر خواص سیال روی مودهای پایدار
      • کشش سطحی
      • ضریب گذردهی
      • رسانش الکتریکی
      • لزجت
    • تحلیل ابعادی
    • ساختار پروفیل مخروط
    • ناحیه‌ی پایداری
      • استفاده از گاردرینگ
      • استفاده از پخش کننده‌ی نیمکروی
    • مکانیزم خنک‌کاری
      • نمودار جوشش
      • اثرات سیال بر میزان خنک‌کاری
      • تاثیر میدان الکتریکی بر خنک‌کاری سیال
    • مروری بر فصل بعدی
  • روند توسعه دانش و آشنایی با پژوهش‌های مرتبط
    • توسعه‌ی دانش
      • پرسش اول
      • پرسش دوم
      • پرسش سوم
      • پرسش چهارم
    • مرور پژوهش‌های مرتبط با الکترو اسپری
    • مرور پژوهش‌های مرتبط با خنک‌کاری با الکترواسپری
      • خلاصۀ نتایج پیشین
    • مروری بر فصل بعدی
  • تجهیزات سامانه الکترواسپری و روش‌شناسی تجربی
    • تجهیزات و معرفی سامانه‌ها
      • سامانه تأمین حرارت
      • سامانه تأمین سیال و تخلیه‌ی آن
      • سامانه تامین ولتاژ
      • سامانه‌ی آشکار‌سازی و داده برداری
      • چیدمان تجهیزات
      • ویژگی‌های نازل
    • روش شناسی تجربی
      • شیوه‌ی انجام آزمایش
      • نحوه‌ی تعیین متغیرهای ورودی مسئله
      • تعیین و محاسبه‌ی متغیرهای خروجی
    • آنالیز خطا
    • صحت سنجی
    • تکرار پذیری
    • طراحی آزمایش
      • آزمایش اول: تعیین ناحیه‌ی پایداری برای نازل جامد و متحلخل
      • آزمایش دوم: تغییر ویژگی‌های اسپری
      • آزمایش سوم: حساسیت سنجی رژیم‌ انتقال حرارت با الکترواسپری در مود مخروط جت پایا
    • مروری بر فصل بعدی
  • نتایج
    • آزمایش اول: تعیین ناحیه‌ی پایداری
      • تعیین ولتاژ متناظر با آغاز و پایان ناحیه‌ی پایداری
    • آزمایش دوم:ویژگی‌های اسپری
    • آزمایش سوم: حساسیت سنجی عملکرد خنک‌کاری الکترواسپری با تغییر پارامترهای کنترلی و هندسی
      • تاثیر تغییرات دبی حجمی
      • تاثیر تغییرات ولتاژ
      • تاثیرات تغییر فاصله
    • تحلیل گروه‌های بی بعد
  • نتیجه‌گیری و پیشنهادات
    • نتیجه‌گیری
    • پیشنهادات ادامه‌ی کار
  • مراجع
  • واژه‌نامه
...see more