Investigation of surface characteristics and flow dynamics of microchannels coated with various resin systems
Farklı reçine sistemleriyle kaplanmış mikrokanallarda yüzey davranışlarının ve akış dinamiklerinin incelenmesi
- Tez No: 653765
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN ARCA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yüzey gerilimi, Yüzey kaplama, Surface tension, Surface coating
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüzey teknolojisi birçok sektörde büyük önem taşımakta ve kaplama uygulanarak malzemelerin yüzeylerine fonksiyonel özellikler kazandırmak için birçok çalışma yapılmaktadır. Araştırmacılar, yüzey özellikleri analizleri yaparak yüzey kaplamalarının fonksiyonel özelliklerini test etmektedir. Bu çalışmalarda ele alınan ve en önem verilen yüzey özelliklerinden ikisi, yüzey serbest enerjisi ve sürtünme faktörüdür. Bu çalışmada yüzey serbest enerjisi ve sürtünme faktörüne ek olarak, yüzey kaplamalı mikro kanallarda sıvı akışı için (yüzey kaplaması ile akan sıvı arasında oluşan) dinamik ara yüzey gerilimi terimi sunulmuştur. İç yüzeyine kaplama uygulanmış bir kanalın iç yüzeyi ile içerisinden akan bir sıvı arasındaki dinamik ara yüzey gerilimini belirlemek için yatay yönlendirilmiş kanallarda kılcal akışı tanımlamada kullanılan Washburn denklemi, katı üzerinde bulunan bir sıvı için katı-sıvı temas noktasındaki katı, sıvı ve gaz fazlarının dengesini ifade eden Young denklemiyle birleştirilmiştir. Sürtünme faktörü ile dinamik ara yüzey gerilimi arasındaki ilişki, bu çalışma için sentezlenen poliüretan ve epoksi yüzey kaplamaları için bu parametrelerin değerleri karşılaştırılarak incelenmiştir. Sonuçlar, yüzey kaplamaları için sürtünme faktörünün, artan yüzey serbest enerjisi ve artan dinamik ara yüzey gerilimi ile arttığını göstermiştir. Aynı zamanda, laminer akış rejiminde belirli bir akış hızı için, sürtünme faktörünün logaritması ile dinamik ara yüzey geriliminin logaritması arasında yaklaşık olarak 0.36'ya eşit olan belirli bir oran olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca statik temas açısı, dinamik temas açısı, akış hızı ve diferansiyel basıncı ölçerek yüzey serbest enerjisi, sürtünme faktörü ve dinamik ara yüzey gerilimini belirlemek üzere deneysel bir düzenek geliştirilmiştir. Buna ek olarak, katı yüzeyler için yüzey serbest enerjisi, sürtünme faktörü ve dinamik ara yüzey gerilimi hesaplamalarını hızlandırmak ve kolaylaştırmak için bir bilgisayar programı geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Surface technology has great importance in many sectors and many studies have been carried out to provide functional properties to the surface of materials by applying coatings on their surfaces. Researchers have been testing the functional properties of surface coatings by performing surface characteristics analyses. Two of the most important surface properties investigated in these studies are surface free energy and friction factor. In this study, the term dynamic interfacial tension (between the coating and the liquid) is introduced for liquid flow in microchannels with coated inner-surface, in addition to surface free energy and friction factor. Washburn's Equation for capillary flow in horizontally oriented channels is combined with Young's Equation for the equilibrium of solid, liquid, and gas phases for a liquid on a solid surface in order to determine interfacial tension between the coated inner surface of the channel and the fluid flowing through the channel. The relationship between friction factor and dynamic interfacial tension is investigated by comparing these parameters for polyurethane-based and epoxy-based coatings synthesized specifically for this study. Results showed that the friction factor for a surface coating increases with increasing surface free energy and increasing interfacial tension. It is also concluded that for a certain flow rate and laminar flow regime, there is a specific ratio between the logarithm of the friction factor and logarithm of the dynamic interfacial tension which approximately equal to 0.36. Also, an experimental setup is developed in order to determine surface free energy, friction factor, and dynamic interfacial tension by measuring static contact angle, dynamic contact angle, flow rate, and differential pressure. Additionally, a computer program is developed to expedite and facilitate the calculations of surface free energy, friction factor, and dynamic interfacial tension for solid surfaces.
Benzer Tezler
- Investigation on the effects of mechanical forces on endothelial and monocytic cell behaviour by using microfluidic systems
Mikroakışkan sistemler kullanılarak mekanik kuvvetlerin endotel ve monosit hücre davranışı üzerine etkilerinin incelenmesi
SEMRA ZUHAL BİROL
Doktora
İngilizce
2018
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Mini kanalda nanoakışkan kullanımının ısı transferine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of nanofluid usage on heat transfer in mini channel
UĞUR DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN TOPUZ
- KH47-M2 kınzhal hipersonik füzesi burun açısı değişiminin akış karakteristiğine ve yüzey sıcaklıklarına etkisinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemiyle incelenmesi
Investigation of the effect of KH47-M2 kinzhal hypersonic missile nose angle change on flow characteristics and surface temperatures by computational fluid dynamics method
HASAN ALİ KIRKPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH AKTAŞ
- Ahmed gövdesinin farklı arka yüzey geometrik konfigürasyonları için aerodinamik özelliklerinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of aerodynamic characteristics of Ahmed body for different rear slanted surface configurations
CAFER KAMACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN KAYA
- Investigation of fluid flow in fixed and moving channels
Sabitlerde sıvı akışının incelenmesi ve hareketli kanallar
AHMED SALMAN ZAMZEER MAGSOOSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ AYDIN ŞALCI