SOLUTION CRYSTALLIZATION OF POLYCARBONATE SURFACES: DUST REMOVAL FOR SELF CLEANING APPLICATIONS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis) MS Thesis_ Saeed Bahatab.pdf - Published Version Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

يتسبب تغير المناخ في حدوث عواصف ترابية بوتيرة متزايدة. للغبار البيئي تأثير كبير على أداء الأجهزة المستخدمة في مختلف القطاعات مثل الطاقة الفولتية الضوئية والطاقة المركزة في قطاع الطاقة الشمسية. على الرغم من إدخال عدة طرق لإزالة الغبار من الأسطح ، فإن التنظيف الذاتي أصبح إحدى الطرق المفضلة. في تطبيقات التنظيف الذاتي، تصبح مقاومة الماء السطحي شرطًا ضروريًا. في الأطروحة الحالية ، يتم تقديم طريقة الخطوة الواحدة لأسطح البولي كربونات الشفافة الطاردة للماء. في هذه العملية ، يتم استخدام تقنية غمر تشتمل على الأسيتون بتركيزات مختلفة. ينتج عن العملية نسيج سطحي يتكون من أحجام مختلفة من الكرات والألياف. نظرًا لأن ارتفاعات الكرات تمتد في حدود 10-15 ميكرومتر مع تباعد من نفس الترتيب ، فإن شكل سطح النسيج يمتلك حالة ترطيب كارهة للماء بمتوسط زاوية ملامسة للقطيرات في النطاق من 135 درجة إلى 150 درجة مع التباطؤ إذا كان حوالي 26 درجة. يمنع التباطؤ العالي حركة قطرات الماء على الأسطح المنسوجة الناتجة على الرغم من أن الألياف تخلق تأثير اللوتس. بالإضافة إلى ذلك، تكشف اختبارات النفاذية المرئية للأشعة فوق البنفسجية أن النفاذية الضوئية للسطح المحكم تنخفض بشكل كبير. لتحسين حركة قطرات الماء والنفاذية البصرية للأسطح المنسوجة ، يتم إنشاء فيلم زيت السيليكون بسماكات مختلفة على السطح. يتم فحص حركة القطيرات (الحركة المنزلقة) والنفاذية الضوئية للسطح الناتج. تكشف النتائج أن حركة القطيرات ، من حيث الانزلاق ، والنفاذية الضوئية تتحسن بشكل كبير. أثناء اختبارات انزلاق القطرات ، يتم استخدام مرفق تسجيل عالي السرعة وبرنامج تعقب لتحديد سرعة الانزلاق وإخفاء طبقة الزيت على سطح القطرة. نظرًا لأن زيت السيليكون ينتشر فوق سائل القطرة (الماء) ، ينتج عن إخفاء السيليكون تغطية سطح القطرة جزئيًا ، مما يؤدي إلى حدوث تأثير سلبي على سرعة الانزلاق. يتم أيضًا فحص تخفيف الغبار من فيلم الزيت بواسطة القطرة المنزلقة. تكشف النتائج أن السائل المنزلق للقطرة يخفي جزيئات الغبار ويخففها بنجاح من فيلم الزيت.

English Abstract

Climate change causes dust storms with increased frequency. Environmental dust has considerable influence on the performance of devices used in different sectors such as Photo Voltaic and Concentrated Power in the solar energy sector. Although several methods are introduced for dust removal from surfaces, self-cleaning becomes one of the favorable methods. In self-cleaning applications, surface hydrophobicity becomes a necessary condition. In the present thesis, the one-step method is introduced to hydrophobized transparent polycarbonate surfaces. In the process, an immersion technique incorporating acetone with different concentrations is used. The process results in a surface texture composed of various sizes of spherules and fibrils. Since the spherules heights extend within 10 m – 15 m with spacing of a similar order, the texture surface morphology possessed a hydrophobic wetting state with the average droplet contact angle in the range of 135o to 150o with the hysteresis of about 26o. The high hysteresis suppresses the water droplet mobility on the resulting textured surfaces even though the fibrils create a Lotus effect. In addition, UV visible transmittance tests reveal that the optical transmittance of the textured surface reduces considerably. To improve the water droplet mobility and optical transmittance of the textured surfaces, the silicone oil film with different thicknesses is created over the surface. The droplet mobility (sliding motion) and optical transmittance of the resulting surface are examined. The findings reveal that the droplet mobility, in terms of sliding, and optical transmittance improve significantly. During the droplet sliding tests, a high-speed recording facility and a tracker program are used to quantify the sliding velocity and oil film cloaking of the droplet surface. Since silicone oil spreads over the droplet liquid (water), the silicone cloaking is resulted in partially covering the droplet surface, which creates an adverse effect on the sliding speed. The dust mitigation from the oil film by the sliding droplet is also examined. The findings reveal that the sliding droplet liquid cloaks the dust particles and successfully mitigates them from the oil film.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Engineering Physics Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Yilbas, Bekir S.
Committee Members:	Sahin, Ahmet and Al-Qahtani, Hussain
Depositing User:	SAEED BAHATAB (g201074560)
Date Deposited:	12 Feb 2023 07:55
Last Modified:	12 Feb 2023 07:55
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142336