مطالعه تجربی چگالش قطره ای بر روی سطوح آب‌گریز شده با استفاده از فرایند الکترونشست تک مرحله ای

چگالش قطر های بر روی سطوح آبگریز و ابرآبگریز اتفاق می افتد. میزان انتقال حرارت چگالش قطر های وابستگی بسیار زیادی به نحوه ی آماد ه سازی سطح آبگریز دارد. دو مشخصه ی اصلی سطوح آبگریز وجود میکرونانوساختارها وانرژی سطحی پائین آنها است. در این مقاله از روش الکترونشست تک مرحله ای برای ایجاد میکرونانو ساختارها بر روی نمونه ی مسی و پوشش تک لایه ی خودچینش یافته ی 1اکتادکان تیول به عنوان کاهنده ی انرژی سطحی به منظور استفاده در فرآیند چگالش قطرهای استفاده شده است. بدین منظور اثر پارامترهای مختلف نظیر شد تجریان سلول الکتروشیمیایی و زمان فرآیند الکترونشست بر میزان انتقال حرارت چگالش قطرهای در یک دستگاه چگالش که برای این کار توسعه دادهشده، مورد بررسی قرار گرفتند. سطح نمونه ها با عکس میکروسکوپ الکترونی و آنالیز پراش اشعه ایکس تحلیل شدند. نتایج نشان می دهد که میکرونانوساختارهایی از جنس مس ضمن فرآیند الکترونشست بر روی سطح به وجود آمده است. از نتایج مشخص شد که زمان و شدت جریان تاثیر مثبتی بر روی انتقال حرارت چگالش قطرهای دارند. به طوری که سطوح تهیه شده با زمان های پائین الکترونشست ) 15 و 45 ثانیه( انتقال حرارت چگالش قطرهای بدتر از چگالش لایه ای و برای زمان های زیاد ) 135 ثانیه( الکترونشست انتقال حرارت چگالش قطرهای در محدوده اختلاف دماهای کمتر 10 کلوین در حدود 2 تا 4 برابر بیشتر از چگالش لایه ای است.

An Empirical Study on Dropwise Condensation Occurred on Surfaces Hydrophobized Using a Single-Step Electrodeposition

Dropwise condensation occurs on hydrophobic and superhydrophobic surfaces. The rate of heat transfer depends mostly on the preparing process of hydrophobic surface. Two main features of hydrophobic surfaces are existing micronanostructures and their low surface energy. In this paper, a onestep electrodeposition process is used to produce the necessary micronanostructures on copper surfaces and a selfassembled monolayer of 1Octaecanethiol as surface energy reducing agent. Effects of different electrochemical cell parameters such as electrical current and time of process on the dropwisecondensation heat transfer are investigated. The heat transfer experiments are performed in a device fabricated for this purpose. The surface of the specimens is analyzed using scanning electron microscopy images and Xray diffraction analysis. The results show that some microstructures made from copper grow on the surface. The results show that current and process time have positive effects on the dropwise condensation heat transfer. It has been seen that surfaces fabricated at low electrodeposition time (15 and 45 sec) have a worse dropwise heat transfer rate than filmwise condensation heat transfer. On the other hand, higher electrodeposition times (135 sec) give 24 times higher heat transfer than filmwise heattransfer in the subcooling range lower than 10 Kelvin.