24 July 2017 - دوشنبه 2 مرداد 1396
جستجوی مقالات
کلید واژگان
جستجوی پیشرفته
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتیاز:
موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش
مدیر مسئول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبیر:
دکتر شهره روحانی
مدیر اجرایی:
دکتر مریم عطائی فرد
شاپا چاپی:
2251-7278
شاپا الکترونیکی:
2383-2223
دسترسی سریع
آخرین شماره ها
نظر سنجی
نظر شما در مورد سایت نشریه دنیای رنگ چیست؟
مطلوب
نسبتا مطلوب
نیاز به بهسازی دارد
ضعیف

مروری بر پدیده‌های همرفت در سیالات تبخیری، غیرتبخیری و محلول‌های بسپاری

نشریه: سال ششم-شماره چهارم- زمستان 1395 - مقاله 6   صفحات :  45 تا 59



کد مقاله:
JSCW-13-06-2016-10278

مولفین:
ندا باقرزاده: دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران - گروه مهندسی صنایع پلیمر
علی عباسیان: دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران - گروه مهندسی صنایع پلیمر
محمد بهشاد شفیعی: دانشگاه صنعتی شریف - دانشکده مهندسی مکانیک


چکیده مقاله:



جنبش‌های همرفتی و تشکیل الگوهای سلولی در سیال از مسائل مهم در هیدرودینامیک فیزیکی- شیمیایی، انتقال جرم و گرما در سامانه‌های سیالی کم عمق و با سطح آزاد هستند. شناخت این نوع از جنبش‌ها در محلول‌های بسپاری، به سبب اهمیت ویژه‌ای که در ساخت فیلم‌های نازک در صنایع مختلفی چون پوشرنگ، چسب، غشاها و سلول‌های خورشیدی دارند، مورد تمرکز بسیاری از پژوهش‌ها قرار گرفته است. به‌طور کلی، در این مرور به پدیده‌ی همرفت در سامانه‌های تک و چند جزئی غیرتبخیری و تبخیری، نظریه و سازوکارهای مرتبط با آن و همرفت در سامانه‌های پوششی پرداخته شده است. دریافت شده است که در درک و پیش‌بینی پدیده‌های همرفت در محلول‌های تبخیری، عدد مارانگونی حرارتی بست‌هورن و عدد مارانگونی غلظتی از اهمیت به سزائی برخوردار هستند.


Article's English abstract:

Convective motions and cellular planform formation in fluid are important issues in physical-chemical hydrodynamic, mass and heat transfer in shallow fluid layer systems with free surface. Because of their special importance in the manufacture of thin films in diverse industries such as paints, adhesive, membranes and solar cells, recognition of these kind of motions in polymer solutions have been the focus of many investigations. Generally, this review deals with convection phenomenon in non-evaporative/evaporative, single/multi componant systems, related theories and mechanisms. The main conclusion to be drawn is that Thermal-Marangoni Bestehorn and Solutal- Marangoni numbers are significant to understand and predict convection phenomena in evaporative solutions.


کلید واژگان:
سلول بنارد، همرفت مارانگونی، شیو کشش‌سطحی، پوشش‌های پایه حلالی.

English Keywords:
Benard cell, Marangoni convection, Surface-tension gradient, Solvent borne coatings.

منابع:
36. ف. میرجلیلی، س. مرادیان، ف. عامری شهرابی، "جلوه ظاهری روکش‌های خودرویی، بخش اول: مروری بر مهمترین ویژگی‌های ظاهری"، نشریه علمی ترویجی مطالعات در دنیای رنگ، 2، 40-29، 1391. 37. ن. خلیلی، ف. عامری شهرابی، "مروری بر روش‌های کنترل جلوه ظاهری روکش‌های سطحی خودرویی"، نشریه علمی ترویجی مطالعات در دنیای رنگ، 3، 12-3، 1392.

English References:
1. V. Ha, C. Lai, ''Onset of marangoni instability of a two-component evaporating droplet'', Int. J. Heat Mass Tran., 45, 5143–5158, 2002. 2. S. G. Yiantsios, B. G. Higgins, ''Marangoni flows during drying of colloidal films'', Phys. Fluids 18, 082103 (1-11), 2006. 3. N. Saranjam, S. Chandra, J. Mostaghimi, H. Fan, J. Simmer, ''Orange peel formation due to surface tension-driven flows within rying paint films'', J. Coatings Technol. Res, 13, 3, 413-426, 2016. 4. N. Bassou, Y. Rharbi, ''Role of benard - marangoni instabilities during solvent evaporation in polymer surface corrugations'', Langmuir, 25, 9, 624-632, 2009. 5. A. Abbasian, S. R. Ghaffarian, N. Mohammadi, M. R. Khosroshahi, M. Fathollahi, ''Study on different planforms of paint’s solvents and the effect of surfactants (on them)'', Prog. Org. Coat., 49, 424, 229–235, 2004. 6. P. Hansen, M, Pierce, ''Cellular convection in polymer coatings-an assessment'', Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 12, 1, 67-70, 1973. 7. A. Abbasian, S. R. Ghaffarian, N. Mohammadi, ''Investigation of factors affecting stratification phenomenon in epoxy-acrylic coatings'', Iranian Polymer Journal, 3, 1, 61-68, 2004. 8. B. Jc, M. Boudart, A. Acrivos, ''Natural convection in pools of evaporating liquids'', J. Fluid Mech., 24, 4, 721-735, 1966. 9. R. Lord, ''On convection currents in a horizontal layer of liquid when the higher temperature is on the under side'', Phil. Mag., 32, 529-546, 1916. 10. J. R. A. Pearson, ''On convection cells induced by surface tension'', J. Fluid Mech, 4, 489-500, 1958. 11. D. A. Nield, ''Surface tension and buoyancy effects in cellular convection'', J. Fluid Mech., 19, 341-352, 1964. 12. J. C. Berg, M. B. Andreas Acrivos, ''Evaporative convection'', Adv. Chem. Eng., 6, 1966. 13. S. W. Joo, H. Davis, S. G. Bankoff, in: S. G. Gouesbet, A. Berlemont (Eds.), ''Instabilities in multiphase flow'', Plenum Press, New York, 219-229, 1993. 14. B. H. J. Palmer, ''The hydrodynamic stability of rapidly evaporating liquids at reduced pressure'', J. Fluid Mech., 75, 487-511, 1976. 15. N. C. Zhang, ''Effects of evaporation on thermocapillary flows in a liquid thin layer'', Heat Transf. Sci. Technol., B.- X. Wang High. Educ. Press. Beijing, 329-334, 1996. 16. S. T. Flows, N. Zhang, in: R. Savino (Eds.), ''Surface tension-driven flows and applications'', Research Signpost, India, 661, 2, 147-170, 2006. 17. M. Bestehorn, ''Convection in thick and in thin fluid layers with a free surface – The influence of evaporation'', Eur. Phys. J. Spec. Top., 405, 391-405, 2007. 18. L. Tower, ''The strong influence of substrate conductivity on droplet evaporation'', J. Fluid Mech., 623, 329-351, 2009. 19. P. Kavehpour, B. Ovryn, G. H. Mckinley, ''Evaporatively-driven Marangoni instabilities of volatile liquid films spreading on thermally conductive substrates'', Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 206, 409-423, 2002. 20. N. Arifin, N. Bachok, ''Boundary effect on the onset of marangoni convection with internal heat generation'', World Academy of Science: Engineering & Technolog (WASET), 40, 20-24, 2008. 21. T. K?llner, K. Schwarzenberger, ''Multiscale structures in solutal marangoni convection?: three-dimensional simulations and supporting experiments'', Phys. Fluids, 25, 092109(1-31), 2013. 22. K. E. Uguz, R. Narayanan, ''Instability in evaporative binary mixtures. I. the effect of solutal marangoni convection'', Phys. Fluids, 24, 094101(1-12), 2012. 23. J. Zhang, A. Oron, R. P. Behringer, ''Novel pattern forming states for marangoni convection in volatile binary liquids'', Phys. Fluids, 23, 072102 (1-5), 2011. 24. J. Zhang, R. P. Behringer, A. Oron, ''Marangoni convection in binary mixtures'', Phys. Rev. E, 76, 016306 (1-7), 2007. 25. D. J. Harris, J. A. Lewis, ''Marangoni effects on evaporative lithographic patterning of colloidal films'', Langmuir, 24, 8, 827-829, 2008. 26. K. Schwarzenberger, T. K?llner, H. Linde, ''Pattern formation and mass transfer under stationary solutal marangoni instability'', Adv. Colloid Interface Sci., 206, 344-371, 2014. 27. M. Maillard, L. Motte, A. T. Ngo, M. P. Pileni, ''Rings and hexagons made of nanocrystals?: a marangoni effect'', J. Phys. Chem. B, 104, 11871-11877, 2000. 28. M. Hsing, F. Chen, ''Stability characteristics of the mush affected by the solid layer below'', J. Crystal Growth, 255, 369-378, 2003. 29. J. P. Gu, C. Beckermann, A. F. Giamei., "Motion and remelting of dendrite fragments during directional solidification of a nickel-base superalloy", Metall. and Mater. Transactions A, 28, 1533-1542, 1997. 30. M. G. Worster, D. W. R. Jones, "Sea-ice thermodynamics and brine drainage", Philosophical Transactions of the Royal Society A, 373, 2015. 31. F. A. L. I. N. Chent, ''Experimental study of directional solidification of aqueous ammonium chloride solution'', ?J. Fluid Mech., 227, 567-586, 1991. 32. J. S. Turner, ''Double-diffusive phenomena'', Ann. Rev. Fluid Mech., 6, 37-56, 1974. 33. M. G. Worster, J. S. Wettlaufer, ''Natural convection, solute trapping, and channel formation during solidification of saltwater'', J. Phys. Chem. B, 5647, 96, 6132-6136, 1997. 34. T. Nishimura, J. Sasaki, T. T. Htoo, ''The structure of plumes generated in the unidirectional solidification process for a binary system'', Int. J. Heat Mass Tran, 46, 4489-4497, 2003. 35. L. Pauchard, C. Allain, ''Buckling instability induced by polymer solution drying'', Europhys. Lett., 62, 6, 897-903, 2003. 38. S. Sakurai, C. Furukawa, A. Okutsu, ''Control of mesh pattern of surface corrugation via rate of solvent evaporation in solution casting of polymer film in the presence of convection'', Polym., 43, 3359-3364, 2002. 39. E. Bormashenko, R. Pogreb, O. Stanevsky, ''Mesoscopic patterning in thin polymer films formed under the fast dip-coating process'', Macromol. Mater. Eng., 290, 114-121, 2005. 40. E. Bormashenko, A. Malkin, A. Musin, ''Mesoscopic patterning in evaporated polymer solutions?: poly (ethylene glycol) and polyorganosilanes/ -siloxanes promote formation of honeycomb Structures'', Macromol. Chem. Phys., 209, 567-576, 2008. 41. E. Bormashenko, S. Balter, R. Pogreb, ''On the mechanism of patterning in rapidly evaporated polymer solutions?: Is temperature-gradient-driven marangoni instability responsible for the large-scale patterning??'', J. Colloid Interface Sci., 343, 2, 602-607, 2010. 42. P. G. De Gennes, ''Instabilities during the evaporation of a film?:non-glassy polymer/ volatile solvent'', Eur. Phys. J. E, 6, 421-424, 2001. 43. T. W. Dutton, L. R. Pate, D. K. Hollingsworth, ''Imaging of surface-tension-driven convection using liquid crystal thermography'', J. Heat Transfer, 132, 121601 (1-6), 2015. 44. G. Toussaint, H. Bodiguel, C. Allain, ''Experimental characterization of buoyancy- and surface tension-driven convection during the drying of a polymer solution'', Int. J. Heat Mass Transf., 51, 4228-4237, 2008. 45. S. G. Yiantsios, S. K. Serpetsi, F. Doumenc, ''Deformation and film corrugation during drying of polymer solutions induced by marangoni phenomena'', Int. J. Heat Mass Tran., 89, 1083-1094, 2015. 46. B. Trouette, E. Chénier, F. Doumenc, ''Transient rayleigh-bénard-marangoni solutal convection'', Phys. Fluids, 24, 074108 (1-25), 2012. 47. F. Doumenca, E. Chénier, B. Trouette, ''Free convection in drying binary mixtures: solutal versus thermal instabilities'', Int. J. Heat Mass Tran., 63, 336-350, 2013.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 603
تعداد دریافت فایل مقاله : 6