Βελτιστοποίηση της απόδοσης ηλεκτροϋδροδυναμικών διατάξεων

Κονδύλης, Αλέξιος

dc.contributor.advisor	MORONIS, ANTONIOS
dc.contributor.author	Κονδύλης, Αλέξιος
dc.date.accessioned	2023-07-19T06:22:09Z
dc.date.available	2023-07-19T06:22:09Z
dc.date.issued	2023-07-14
dc.identifier.uri	https://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/4712
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26265/polynoe-4550
dc.description.abstract	Οι ηλεκτροϋδροδυναμικές (EHD) αντλίες ρευστού χρησιμοποιούν ένα κατάλληλα διαμορφωμένο ηλεκτρικό πεδίο υψηλής τάσης για τη δημιουργία μηχανικής ροής ενός διηλεκτρικού υλικού χωρίς την ανάμιξη κινούμενων τμημάτων. Παρουσιάζουν διάφορα πρακτικά πλεονεκτήματα και έχουν προταθεί για έναν μεγάλο αριθμό εφαρμογών, ιδιαίτερα εκεί που απαιτείται ελαχιστοποίηση του μεγέθους ή /και αθόρυβη λειτουργία. Πολλές πειραματικές μελέτες έχουν αποδείξει τα πλεονεκτήματά τους έναντι των μηχανικών αντλιών, ειδικά για την ξήρανση τροφίμων και την ψύξη ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε σχεδιασμός, κατασκευή και βελτιστοποίηση πρωτότυπων ηλεκτροδίων εκπομπών (δακτυλίων διαφορετικής διαμέτρου και διπλού δακτυλίου), ενταγμένων σε ηλεκτροϋδροδυναμικές διατάξεις (Δακτυλίου – Πλέγματος και Διπλού Δακτυλίου – Πλέγματος) και η σύγκρισή τους με ήδη μελετημένους εκπομπούς (ακίδας και πέντε ακίδων) σε αντίστοιχες διατάξεις (Ακίδας – Πλέγματος και Πέντε Ακίδων – Πλέγματος). Έγινε προσομοίωση των προς μελέτη συστημάτων, ώστε να καταγραφούν οι τιμές της μέγιστης έντασης πεδίου και της αποθηκευμένης ενέργειας. Επίσης, με τη χρήση θεωρητικών τύπων, έγινε διασταύρωση των αποτελεσμάτων που ελήφθησαν από τις προσομοιώσεις και ο επιπλέον υπολογισμός του συντελεστή χρησιμοποίησης. Τα αποτελέσματα καταγράφηκαν και στη συνέχεια απεικονίστηκαν σε διαγράμματα για να γίνει έλεγχος και επιλογή των EHD διατάξεων που παρουσίαζαν τα καλύτερα αποτελέσματα, ώστε να κατασκευαστούν πειραματικά. Η κατασκευή αυτή προϋπέθετε την ύπαρξη ενός κατάλληλου χώρου για την τοποθέτηση των ηλεκτροδίων. Ακολούθησε ο σχεδιασμός και η δημιουργία ενός κυλινδρικού θαλάμου από PVC. Τα πρωτότυπα ηλεκτρόδια εκπομπού κατασκευάστηκαν από χαλκό, το ηλεκτρόδιο του συλλέκτη από γαλβανισμένο σίδηρο και οι ακίδες από ανοξείδωτο χάλυβα. Μέσω ειδικών οργάνων μέτρησης της τάσης τροφοδοσίας (βολτόμετρου), της έντασης του ρεύματος (αμπερόμετρου) και της ταχύτητας του αέρα (ανεμόμετρου) έγινε η λήψη των μετρήσεων. Αυτές καταχωρήθηκαν σε διαγράμματα και εξήχθησαν συμπεράσματα για κάθε σύστημα μεμονωμένα, αλλά και συγκριτικά. Το πρωτότυπο σύστημα Διπλού Δακτυλίου – Πλέγματος είχε την πιο ομοιόμορφη κατανομή της ταχύτητας του αέρα στη διατομή του θαλάμου, η πρωτότυπη διάταξη Δακτυλίου (διαμέτρου 20 mm) – Πλέγματος είχε την πιο υψηλή μέγιστη ταχύτητα αέρα στο κέντρο του θαλάμου, ενώ το σύστημα των Πέντε Ακίδων – Πλέγματος είχε τον πιο υψηλό βαθμό απόδοσης βάσει της μέσης ταχύτητας αέρα στη διατομή του θαλάμου.	el
dc.format.extent	143	el
dc.language.iso	el	el
dc.publisher	Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές	*
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el	*
dc.subject	Ηλεκτροϋδροδυναμικές διατάξεις	el
dc.subject	Φαινόμενο κορώνα	el
dc.subject	Ηλεκτρόδια εκπομπού	el
dc.subject	Ιοντικός άνεμος	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση απόδοσης	el
dc.subject	Δακτύλιος-Πλέγμα	el
dc.subject	Διπλός δακτύλιος-Πλέγμα	el
dc.title	Βελτιστοποίηση της απόδοσης ηλεκτροϋδροδυναμικών διατάξεων	el
dc.title.alternative	Efficiency optimization of electrohydrodynamic devices	el
dc.type	Διπλωματική εργασία	el
dc.contributor.committee	Tsekouras, George
dc.contributor.committee	Kontaxis, Panagiotis
dc.contributor.faculty	Σχολή Μηχανικών	el
dc.contributor.department	Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών	el
dc.description.abstracttranslated	Electrohydrodynamic (EHD) fluid pumps use a properly shaped high voltage electric field to create a mechanical flow of a dielectric fluid without using moving parts. They present several practical advantages and they have been proposed for a large number of applications, especially in the cases where miniaturization and silent operation is required. Many experimental studies have proved their advantages versus mechanical pumps especially for food drying and electronics cooling. In the present diploma thesis, design, construction and optimization of novel emitter electrodes (several diameter rings and a double ring) have occurred as parts of EHD devices (ring-to-mesh and double ring-to- mesh). In addition, comparison with common used emitter electrodes (a needle and a 5-needle arrangement) was held in relevant devices (needle-to-mesh and 5-needle-to-mesh). FEM simulations were used for the devices under study, for the maximum electric field intensity and stored energy values to be recorded. Moreover, appropriate theoretical equations were used to check the validity of the simulations results and to calculate the coefficient of use. Results were recorded and presented in diagrams in order to check them and decide about the EHD devices showing the best results and consequently preferred to be constructed. An appropriate PVC cylindrical chamber to host the pairs of electrodes was designed and manufactured. The novel emitter electrodes were made with copper, the collector electrode with galvanized iron and the needles with stainless steel. Measurements were conducted by specific instruments, as the high voltage input by a voltmeter, the current intensity by an ammeter and the velocity of ionic wind by an anemometer. Data were used to form several diagrams for each device separately but also for combination of them, as well. The prototype double ring-to-mesh device showed the most uniform air velocity rate in the cross section of the chamber. The prototype ring (20 mm diameter)-to-mesh device presented the highest average air velocity in the middle of the chamber, while the 5-needles-to-mesh device performed the highest efficiency rate based on the average air velocity in the cross section of the chamber.	el

Files in this item

Name:: Kondylis_18387268.pdf
Size:: 5.739Mb
Format:: PDF

View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Διπλωματικές εργασίες
Διπλωματικές εργασίες τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Show simple item record

Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές