การเคลือบผิวแบบฟลูอิไดซ์เบดโดยอาศัยการขยายตัวอย่างรวดเร็วของสารละลายเหนือวิกฤต : การจำลองปรากฏการณ์การขยายตัวอย่างรวดเร็วของสารละลายเหนือวิกฤต : รายงานฉบับสมบูรณ์

Abstract

โครงการวิจัยย่อยนี้เป็นผลงานส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยการประยุกต์ใช้ฟลูอิไดเซชันเทคโนโลยี ซึ่งดำเนินอยู่ในศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านเทคโนโลยีอนุภาค โดยมุ่งเน้นที่จะศึกษาปรากฏการณ์การขยายตัวอย่างรวดเร็วของสารละลายเหนือวิกฤตของคาร์บอนไดออกไซด์ ในเชิงทฤษฎี เพื่อจำลองกระบวนการ และเก็บข้อมูลซึ่งจะสามารถนำมาประยุกต์ใช้สำหรับการพัฒนาชุดเครื่องมือสำหรับเคลือบผิววัสดุอนุภาคด้วยการขยายตัวอย่างรวดเร็วของสารละลายเหนือวิกฤตต่อไปในอนาคต ในโครงการนี้ คณะผู้วิจัยได้ศึกษาหาสมการสภาวะที่เหมาะสมสำหรับประมาณค่าคุณสมบัติทางเทอร์โมไดนามิกส์ของคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤต จากนั้นจึงได้จำลองปรากฏการณ์การขยายตัวอย่างรวดเร็วของคาร์บอนไดออกไซด์บริสุทธิ์ โดยได้ปรับเปลี่ยนค่าตัวแปรดำเนินการอันได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหลของคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤตก่อนเกิดการขยายตัว ตามลำดับ จากผลการศึกษาสามารถสรุปได้ว่า ค่าความเร็วขาเข้าของคาร์บอนไดออกไซด์มีผลกระทบต่อกระบวนการขยายตัวอย่างรวดเร็วของคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤตน้อยมาก ส่วนอุณหภูมิขาเข้าของของคาร์บอนไดออกไซด์ส่งผลกระทบต่อกระบวนการขยายตัวอย่างรวดเร็วพอสมควร และสำหรับค่าความดันขาเข้าของคาร์บอนไดออกไซด์ส่งผลกระทบต่อกระบวนการขยายตัวอย่างรวดเร็วมากที่สุด โดยปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการขยายตัวอย่างรวดเร็วของคาร์บอนไดออกไซด์ จะมีลักษณะคล้ายคลึงกันคือ อุณหภูมิของคาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อถูกฉีดออกจากหัวฉีดในระยะห่างจากหัวฉีด 1 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด และเมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ไหลออกจากหัวฉีดไปถึงระยะ 2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด ค่าอุณหภูมิของคาร์บอนไดออกไซด์จะเพิ่มมากขึ้นเล็กน้อยจนกระทั่งมีค่าเข้าสู่อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ข้อมูลการศึกษาในที่นี้จะเป็นประโยชน์ในการนำไปใช้อ้างอิงในการออกแบบระบบเคลือบผิวอนุภาคในภาชนะ ซึ่งประยุกต์ใช้กระบวนการขยายตัวอย่างรวดเร็วของสารละลายคาร์บอนไดออกไซด์