KIỂM SOÁT HÌNH THÁI BỀ MẶT VẬT LIỆU  ĐỂ THU THẬP NƯỚC TRONG KHÔNG KHÍ

Nguyễn Thanh Bình; Đỗ Thùy Chi; Nguyễn Thùy Dương; Đào Quỳnh Mai; Hoàng Hữu Quý; Nguyễn Thành Vinh; Vũ Thị Hồng Hạnh

doi:10.34238/tnu-jst.7224

KIỂM SOÁT HÌNH THÁI BỀ MẶT VẬT LIỆU ĐỂ THU THẬP NƯỚC TRONG KHÔNG KHÍ

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 12/01/23 Ngày hoàn thiện: 23/05/23 Ngày đăng: 23/05/23

Các tác giả

1. Nguyễn Thanh Bình, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
2. Đỗ Thùy Chi, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
3. Nguyễn Thùy Dương, Trường Trung học phổ thông Lương Ngọc Quyến
4. Đào Quỳnh Mai, Trường Trung học phổ thông Lương Ngọc Quyến
5. Hoàng Hữu Quý, Trường Trung học phổ thông Lương Ngọc Quyến
6. Nguyễn Thành Vinh, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
7. Vũ Thị Hồng Hạnh , Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Nghiên cứu đề xuất phương pháp thu thập nước trong không khí lấy ý tưởng từ hiện tượng “bẫy” nước của bọ cánh cứng Stenocara trên sa mạc Sahara. Sự kết hợp độc đáo giữa khu vực ưa nước (hydrophilic) và không ưa nước (hydrophobic) tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thu thập nước. Các ô hình vuông ở trạng thái hoàn toàn dính ướt được tạo ra trên bề mặt bằng cách sử dụng một lớp mặt nạ kim loại đã được thiết kế từ trước, kết hợp với UVO (Ultra Violet – Ozone). Những ô hoàn toàn dính ướt này được bao quanh bởi các khu vực hoàn toàn không dính ướt để tăng cường khả năng dẫn truyền. Kết quả khảo sát cho thấy hiệu quả thu nước vượt trội trên bề mặt kết hợp so với các bề mặt có độ ẩm đồng đều bao gồm mẫu nguyên bản, hoàn toàn dính ướt, hoàn toàn không dính ướt. Điều này được giải thích là do sự phân hóa nhiệm vụ triệt để của việc thu thập và dẫn truyền nước, vốn được giải thích bằng năng lượng cần thiết cho sự tạo mầm không đồng nhất từ pha khí sang pha lỏng tại mặt tiếp xúc giữa bề mặt Nhôm và không khí ẩm. Kết quả cho thấy tiềm năng trong việc kiểm soát độ dính ướt của bề mặt kết hợp cho các mục đích thu thập nước định hướng ứng dụng cho các khu vực khó khăn, khô hạn.

Từ khóa

Thu thập nước; Hiệu năng thu thập; Trạng thái kết hợp; Hoàn toàn không dính ướt; Hoàn toàn dính ướt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] T. Nørgaard and M. Dacke, “Fog-basking behaviour and water collection efficiency in Namib Desert Darkling beetles,” Front Zool, vol. 7, 2010, Art. no. 23.

[2] A. R. Parker and C. R. Lawrence, “Water capture by a desert beetle,” Nature, vol. 414, pp. 33–34, 2001.

[3] C. R. Tracy, N. Laurence, and K. A. Christian, “Condensation onto the Skin as a Means for Water Gain by Tree Frogs in Tropical Australia,” Am. Nat., vol. 178, pp. 553–558, 2011.

[4] A. F. Mills and R. A. Seban, “The condensation coefficient of water,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 10, pp. 1815–1827, 1967.

[5] A. Lee, M.-W. Moon, H. Lim, W.-D. Kim, and H.-Y. Kim, “Water harvest via dewing,” Langmuir, vol. 28, pp. 10183–10191, 2012.

[6] S. Danilo, C. Dominique, and P. Frédéric, “Experimental dropwise condensation of unsaturated humid air – Influence of humidity level on latent and convective heat transfer for fully developed turbulent flow,” Int. J. Heat Mass Transf., no. 102, pp. 846–855, 2016.

[7] H. Li, Z. You, and H. Zhang, “Experimental investigation on the heat transfer enhancement of steam condensation on tube with hydrophilic-hydrophobic hybrid surface,” J. Phys. Conf. Ser., no. 2280, 2022, Art. no. 12059.

[8] K.-S. Yang, K.-H. Lin, C.-W. Tu, Y.-Z. He, and C.-C. Wang, “Experimental investigation of moist air condensation on hydrophilic, hydrophobic, superhydrophilic, and hybrid hydrophobic-hydrophilic surfaces,” Int. J. Heat Mass Transf., no. 115, pp.1032–1041, 2017.

[9] R. A. Pinheiro, A. A. Silva, V. J. Trava-Airoldi, and E. J. Corat, “Water vapor condensation and collection by super-hydrophilic and super-hydrophobic VACNTs,” Diam Relat Mater., vol. 87, pp. 43–49, 2018.

[10] S. Baba, K. Sawada, K. Tanaka, and A. Okamoto, “Dropwise Condensation on a Hierarchical Nanopillar Structured Surface,” Langmuir, vol. 36, pp. 10033–10042, 2020.

[11] E. K. Her, T.-J. Ko, K.-R. Lee, K. H. Oh, and M.-W. Moon, “Bioinspired steel surfaces with extreme wettability contrast,” Nanoscale, vol. 4, pp. 2900–2905, 2012.

[12] C.-W. Yao, J. L. Alvarado, C. P. Marsh, B. G. Jones, and M. K. Collins, “Wetting behavior on hybrid surfaces with hydrophobic and hydrophilic properties,” Appl. Surf. Sci., vol. 290, pp. 59–65, 2014.

[13] B. Qi, J. Wei, and X. Li, “Enhancement of condensation heat transfer on grooved surfaces: Numerical analysis and experimental study,” Appl. Therm. Eng., vol. 115, pp. 1287–1297, 2017.

[14] R. P. Sear, “Nucleation: theory and applications to protein solutions and colloidal suspensions,” J. Phys. Condens Matter., vol. 19, 2007, Art. no. 033101.

[15] C. G. L. Furmidge, “Studies at phase interfaces. I. The sliding of liquid drops on solid surfaces and a theory for spray retention,” J. Colloid Sci., vol. 17, pp. 309–324, 1962.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7224

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ