بررسی آزمایشگاهی صعود دنباله ای از قطرات در یک سیال لزج

Abstract

حرکت و تغییر شکل یک دنباله از قطرات در حال بالاروی در آب بصورت آزمایشگاهی و با استفاده از یک کد پردازش تصاویر مطالعه شده است. بمنظور بررسی جامع بین رفتار قطره ای که در ناحیه برخاستگی (Wake) قطره دیگر حرکت می کند و یک قطره منفرد که آزادانه در سیالی ساکن در حال حرکت است، تغییر شکل و ضرائب پسای مربوط به یک قطره منفرد و یک قطره مشخص در دنباله قطرات مورد مطالعه قرارگرفته اند. همچنین تاثیر خواص غیرنیوتنی مایعات بر رفتارهای مذکور بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که افزودن ویژگی های ویسکوالاستیک به مایعات موجب افزایش پایداری در شکل قطرات خواهد شد. در چنین شرایطی تغییر شکل های قطره در حال حرکت در ناحیه برخاستگی قطرات دیگر به نتایج مربوط به یک قطره منفرد نزدیک خواهد بود. به­منظور دستیابی به رابطه­ای منطقی برای ضریب پسا بصورت تابعی از عدد رینولدز برای قطره­ای که در دنباله حرکت می کند، از یک مدل دوبعدی برمبنای مسیر حرکت قطره استفاده شده است. همچنین رابطه ای تئوری برای ضریب پسای قطره بر حسب عدد رینولدز بصورت که در آن از اثرات مربوط به تغییر شکل های قطره منفرد صرفنظر گردیده ارائه شده است. مقایسه مقادیر واقعی ضرائب پسا با مقادیر تئوری بیانگر خطایی کمتر از 25% می باشد. همچنین مقایسه بین ضرایب پسای مربوط به یک قطره منفرد و قطره در حال حرکت در یک دنباله، حاکی از آنست که قطرات به هنگام حرکت در دنباله ضرائب پسای بالاتری را تجربه می کنند.