Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Nasresfahany,AliAkbar AlemRajabi
محسن نصراصفهانی (استاد مشاور) علی اکبر عالم رجبی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Babak Kamkari
بابک کامکاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Experimental Investigation of Water Evaporation Enhancement Using Electrohydrodynamics
Enhancement of evaporation rate by applying electric field (electrohydrodynamics) has been experimentally evaluated in this study. Corona wind produced by a fine wire electrode which is charged with positive or negative high DC voltage is directed towards the water surface which disturbs the saturated boundary layer over the surface and leads to substantial evaporation enhancement. In this study eight different air flow velocities (i.e. 0.125, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5 and 1.75 m/s), four electrode spacings (i.e. 3, 4, 5 and 6 cm) and two different electrode radii (i.e. 77 and 295 µm) were used. Two sets of experiments, i.e. with and without electric field, have been conducted. Data obtained from the first experiment were used as reference for evaluation of evaporation enhancement at the presence of electric field. Applied voltages ranged from corona threshold voltage to spark over voltage at 1 kV increments. The results showed that corona wind has a great effect on water evaporation enhancement with very small amount of electric power usage, but its performance gradually diminishes by increasing the cross flow air velocity. Maximum enhancements were 7.3 and 3.6 for air velocities of 0.125 and 1.75 m/s, respectively. Although applying a wire electrode with higher radii of curvature results in less evaporation enhancement, its performance is higher than a thinner electrode. Applying positive corona leads to both, higher evaporation enhancement and higher performance, especially at higher electrode spacings. Moreover, two correlations have been introduced for evaluating of EHD evaporation enhancement value and its performance at the presence of axial air velocity over 0.75 m/s.
در تحقیق حاضر بهبود تبخیر آب با استفاده از میدان الکتریکی به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در داخل تونل باد و در حضور جریان هوای محوری با سرعت های 125 / 0 تا75/1 m/s انجام گرفتند و میدان الکتریکی مستقیم با پلاریته مثبت یا منفی توسط الکترودهای سیمی و صفحه ای با فواصل مختلف 3 تا cm 6 اعمال گردید. همچنین به منظور بررسی تاثیر قطر الکترود سیمی از الکترودهایی با شعاع های 77 و µm 295 استفاده شد. در تمامی آزمایش ها شدت میدان الکتریکی از ولتاژ شروع کرونا با افزایش هایkV 1 تا ولتاژ شکست افزایش یافت. اعمال میدان الکتریکی با تشکیل پلاسما حول الکترود سیمی موجب حرکت توده هوا و تولید باد یونی می گردد. برخورد باد به سطح آب و ایجاد اغتشاش در لایه اشباع روی سطح، افزایش آهنگ تبخیر را به همراه دارد. جهت سنجش میزان بهبود تبخیر با اعمال میدان الکتریکی، در ابتدای هر آزمایش، آزمایشی به عنوان آزمایش مرجع تنها در حضور جریان هوای محوری و بدون اعمال میدان الکتریکی انجام گردید. طبق نتایج به دست آمده با افزایش ولتاژ، میزان تبخیر افزایش می یابد و با افزایش سرعت جریان هوای محوری از تاثیر نسبی اعمال میدان الکتریکی کاسته می شود به طوری که در محدوده سرعت ها و فواصل الکترودی مورد آزمایش، بیشترین و کمترین میزان بهبود به ترتیب 3 / 7 و 5 / 3 برابر، برای سرعت های هوای 125 / 0 و75/1به دست آمدند. روش الکتروهیدرودینامیک با مصرف انرژی بسیار کم، بدون تولید حرارت قادر به افزایش قابل توجه نرخ تبخیر می باشد. به عنوان نمونه در سرعت هوای m/s0/125 و فاصله الکترودی cm 3 تنها با مصرف توان الکتریکی W0.071 بهبودی معادل 2/3 برابر حاصل می شود. در این تحقیق میزان کارایی روش الکتروهیدرودینامیک نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش ولتاژ اعمالی، از میزان کارایی کاسته می شود و با افزایش فاصله الکترودها، میزان کارایی افزایش می یابد. در انتها به کمک برازش داده های آزمایشگاهی، روابطی جهت محاسبه میزان بهبود تبخیر و کارایی روش الکتروهیدرودینامیک برای سرعت های هوای بالاتر از m/s 1 ارائه شده است. روابط ارائه شده برای تمامی فواصل الکترودی و ولتاژهای اعمالی در محدوده ولتاژ شروع کرونا تا ولتاژ شکست صادق می باشند

ارتقاء امنیت وب با وف بومی