مطالعه تجربی اختلاط ذرات جامد در یک بستر سیال با استفاده از روش پردازش تصاویر

Abstract

در این مقاله، اثرات اندازه و چگالی در اختلاط ذرات جامد در یک بستر سیال، به‌صورت تجربی بررسی شده‌اند. برای این منظور، از یک بستر متشکل از ذرات شن سیلیکا استفاده شده است. روش به‌کار برده شده در این آزمایش‌ها، اختلاط ذرات در بسترهای دولایه می‌باشد. لایه زیرین این بسترها را ذرات شن سیلیکا و لایه فوقانی از ردیاب‌ها که ذراتی با شکل، اندازه، چگالی و با رنگی متفاوت نسبت به ذرات شن بودند، استفاده شده است. اتفاقات سطح بستر توسط یک دوربین از بالای بستر ثبت شده و با ردگیری ذرات ردیاب و با استفاده از روش پردازش تصاویر، اختلاط ذرات با معرفی شاخص غلظت ذرات ردیاب در سطح بستر و در طول زمان مطالعه شده است. در این تحقیق، ابتدا مکانیزم اختلاط ذرات در یک بستر دو لایه بررسی و سپس تأثیر مشخصات ذرات مخلوط شونده بر اختلاط آن‌ها مطالعه شده است. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهند که برای همه اندازه‌های ذرات شن، افزایش چگالی ‌ذرات ردیاب و نزدیکی آن به چگالی ذرات شن بستر باعث می‌شود تا ذرات ردیاب بیشتر در بستر نفوذ کنند. همچنین، مشخص شد که اندازه ذرات شن بستر تأثیر زیادی در کیفیت اختلاط دارند، به‌طوری که می‌توان برای اختلاط ذرات ردیاب با چگالی‌های مختلف، اندازه مناسبی از ذرات بستر را انتخاب کرد.