Skip to main content
SUPERVISOR
Sedigheh Borhani,Seyed.Gholamreza Etemad,Reza Mokhtari
صدیقه برهانی (استاد راهنما) سیدغلامرضا اعتماد (استاد راهنما) رضا مختاری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mojgan Zaheri
مژگان ظاهری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
The main aim of this work is investigating the heat transfer properties of PAN nanofiber mats theoretically and experimentally. Nanofiber mats with different porosity and thickness were prepared by using a modified electrospinning system and the effect of porosity and thickness of nanofiber mats on heat transfer and air permeability of mats were invistigated. Darcy coefficient, in increase in the temperature of outer surface of nanofiber mats and thermal resistance were calculated. A heat transfer equation that incorporates the complex physical mechanisms of the conductive, radiative and convective heat transfer processes was used and developed an analytical and numerical solution scheme for the equation. The results were compared with experimental data. Furthermore, the effect of radiative heat transfer on overall heat transfer of nanofiber mats was considered. Results showed that nanofiber mats porosity is depended on rotational speed of drum. Also the results present that decreasing the bulk porosity and increasing the thickness of mats reduced the air permeability but enhanced Darcy coefficient of nanofiber mats. Also increasing bulk porosity and thickness decreased the temperature of nanofiber mats. Nanofibers mats have a good capability in reduction of heat transfer because of high porosity and this capability increases with increasing of porosity. Results obtained of numerical and analytical solutions of heat transfer equation were compatible. Comparing of experimental data with the results of analytical and numerical solution indicated that there is good agreement in the heat transfer trend properly in high porosity and low thickness of nanofiber mats. Prediction of heat transfer trend in low porosity and high thickness of nanofiber mats depends on the profile and size of pores that dont considered in the equation. Heat transfer analysis in nanofiber mats showed that radiative heat transfer compared to conductive and convective heat transfer has lower effect in overall heat transfer.
خواص لایه های تشکیل شده از نانوالیاف، تعیین کننده نوع کاربرد آنها می‌باشد. لذا بررسی خصوصیات ریزلایه ها برای کارایی بهتر آنها در کاربردهای مختلف بسیار حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق، بررسی خواص انتقال حرارت لایه‌های حجیم تشکیل شده از نانوالیاف پلی اکریلونیتریل (ریزلایه) بصورت تجربی و نظری می‌باشد. با استفاده از یک روش الکتروریسی اصلاح شده، ریزلایه های حجیم با تخلخل و ضخامت مختلف تهیه و درصد تخلخل، نفوذپذیری هوا و ضریب دارسی ریزلایه ها اندازه‌گیری شد. همچنین افزایش دمای سطح رویی ریزلایه اندازه‌گیری و مقاومت حرارتی آنها محاسبه گردید. معادله انتقال حرارت ریزلایه با درنظرگرفتن هر سه شیوه انتقال حرارت هدایتی، تشعشع و جابجایی، به روش تحلیلی و عددی حل گردید و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه شد. همچنین اثر میزان انتقال حرارت به شیوه تشعشع در انتقال حرارت کلی ریزلایه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه‌گیری ها نشان داد که با کاهش تخلخل و افزایش ضخامت ریزلایه، نفوذپذیری هوا کاهش و ضریب دارسی افزایش می‌یابد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ریزلایه ها به دلیل تخلخل بالا (بیش از %99)، قابلیت خوبی در کاهش انتقال حرارت دارند. همچنین در بررسی نتایج دیده شد که با افزایش تخلخل ریزلایه ها از %52/99 به %91/99 افزایش دمای سطح رویی ریزلایه از ?C 62/12 به?C 05/9 تحت منبع حرارتی با دمای ?C 45، کاهش یافته است. همچنین افزایش ضخامت ریزلایه از 12/1 میلیمتر به 23/5 میلیمتر منجر به کاهش دمای سطح رویی ریزلایه از ?C3/9 به ?C 7/6 برای منبع حرارتی با دمای?C 45 شده است. ارزیابی نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل عددی معادله انتقال حرارت، بیانگر توافق بسیار خوب نتایج حاصل از دو روش می‌باشد. مقایسه نتایج تجربی و نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل عددی نشان داد که معادله حاکم بر انتقال حرارت، رفتار انتقال حرارت ریزلایه در تخلخل بالا و ضخامت های پایین را به خوبی پیش بینی می‌کند. در ریزلایه ها با کمترین تخلخل و بیشترین ضخامت، بین نتایج تجربی و نتایج حاصل از حل معادله انتقال حرارت، اختلاف قابل توجهی مشاهده شد که به دلیل تاثیر اندازه منافذ بر انتقال حرارت نمونه ها و عدم لحاظ آن در معادله انتقال حرارت می‌باشد. در بررسی اثر میزان انتقال حرارت به شیوه تشعشع در انتقال حرارت کلی ریزلایه، نتایج حاصل نشان داد که این نوع انتقال حرارت نقش موثری در انتقال حرارت ریزلایه ندارد و قابل صرفنظر می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی