การศึกษาจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำในฉนวนเหลวภายใต้สนามไฟฟ้า

วิกานดา นันทนาวุฒิ

dc.contributor.advisor	บุญชัย เตชะอำนาจ
dc.contributor.advisor	ณัฐพงศ์ ตัณฑนุช
dc.contributor.author	วิกานดา นันทนาวุฒิ
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2023-08-04T07:35:18Z
dc.date.available	2023-08-04T07:35:18Z
dc.date.issued	2565
dc.identifier.uri	https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/83020
dc.description	วิทยานิพนธ์ (วศ.ด.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2565
dc.description.abstract	วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำที่อยู่ในฉนวนเหลว ได้แก่ การเสียรูปร่าง การเคลื่อนที่ การรวมตัว และการแยกตัว ด้วยการทดลองและการจำลองเชิงตัวเลขเพื่อพิจารณาปัจจัยที่ส่งผลต่อจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำ. รูปแบบแรกที่ศึกษา คือ หยดน้ำอยู่บนอิเล็กโทรดโดยมีตัวกลางเป็นน้ำมันแร่และน้ำมันทานตะวัน. ผลการทดลองพบว่าการเสียรูปของหยดน้ำเพิ่มขึ้นตามสนามไฟฟ้า. การเสียรูปของหยดน้ำในน้ำมันทานตะวันมีค่าสูงกว่าเนื่องจากคุณสมบัติสภาพยอมสัมพัทธ์ที่สูงและความตึงผิวที่ต่ำของน้ำมัน. เมื่อสนามไฟฟ้าสูงถึงค่าวิกฤต การแยกตัวเกิดขึ้นที่บริเวณปลายแหลมของหยด. การจำลองสามารถแสดงการเสียรูปของหยดน้ำได้แม่นยำและทำนายค่าสนามไฟฟ้าวิกฤตได้. รูปแบบที่สอง คือ การรวมตัวของหยดในน้ำมันแร่และน้ำมันซิลิโคนกับผิวน้ำด้านล่าง. ผลการทดลองพบว่าประจุเพิ่มแรงไฟฟ้าที่กระทำกับหยดน้ำ ช่วยให้ประสิทธิภาพของกระบวนการเชื่อมรวมเพิ่มขึ้นในแง่ของเวลา. อย่างไรก็ตาม หยดน้ำที่มีประจุรวมตัวเพียงบางส่วนที่สนามไฟฟ้าต่ำกว่ากรณีที่ไม่มีประจุ. เมื่อสนามไฟฟ้าสูง หยดน้ำที่มีประจุในน้ำมันแร่ไม่รวมตัวกับผิวน้ำ หรือแตกตัวในระหว่างการเคลื่อนที่. พฤติกรรมดังกล่าวไม่เกิดขึ้นในน้ำมันซิลิโคน เนื่องจากความตึงผิวของน้ำมันมีค่าสูง ช่วยให้หยดน้ำรวมตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ. การจำลองสามารถแสดงการเสียรูปของหยดน้ำที่มีและไม่มีประจุก่อนการรวมตัวได้ใกล้เคียงกับผลการทดลอง รวมทั้งแสดงการรวมตัวรูปแบบสมบูรณ์ของหยดน้ำได้. แม้ว่าการจำลองไม่สามารถแสดงพฤติกรรมอื่นเมื่อสนามไฟฟ้ามีค่าสูง เช่น การแยกตัวของหยดน้ำทุติยภูมิ การไม่รวมตัว หรือ การแตกตัว แต่ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าหยดน้ำในน้ำมันซิลิโคนมีเสถียรภาพดีกว่า ซึ่งเป็นไปในลักษณะเดียวกันกับการทดลอง.
dc.description.abstractalternative	This thesis studies the electrodynamics of an aqueous drop in liquid dielectrics, including deformation, movement, coalescence, and disintegration. Experiments and numerical simulation are used to investigate factors that affect drop electrodynamics. The first configuration is an aqueous drop on an electrode in mineral oil and sunflower oil. The results show that drop deformation increases with electric field. The deformation in sunflower oil is higher due to high relative permittivity and low interfacial tension. At the critical electric field, disintegration occurs at the drop tip. The simulation can accurately show the deformation and predict the critical field. The second configuration is the coalescence of drop in mineral oil and silicone oil with a water plane. From the results, the charge increases the electric force, enhancing the coalescence efficiency. However, the charged drop partially merges at lower field than the uncharged drop. In the mineral oil, non-coalescence or disintegration occurs at high electric field. Such events do not occur in silicone oil due to its surface tension that allows efficient coalescence. The simulation can show the deformation of charged and uncharged drops accurately and the complete coalescence. Although the simulation does not show the secondary drop formation, the non-coalescence, or the disintegration, it predicts the better stability of drop in silicone oil, which agrees with experiment.
dc.language.iso	th
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2022.857
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.title	การศึกษาจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำในฉนวนเหลวภายใต้สนามไฟฟ้า
dc.title.alternative	Study on electrodynamics of aqueous drop in a liquid dielectric under electric field
dc.type	Thesis
dc.degree.name	วิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต
dc.degree.level	ปริญญาเอก
dc.degree.discipline	วิศวกรรมไฟฟ้า
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2022.857