تحلیل ویژگی های جریان قطره در حال سقوط به کمک پردازش تصویر

شناخت بهتر فیزیک قطرات و آشنایی با عوامل موثر در تشکیل و حرکت قطره، باعث افزایش بازده فرآیند های صنعتی می شود. در پژوهش حاضر رفتار قطرات در حال سقوط مورد مطالعه قرار گرفته است و با شناسایی قطره و اعمال پردازش های مورد نظر، مهم ترین ویژگی های هیدرودینامیکی جریان قطره، مانند قطر، مساحت، محیط، حجم، سرعت و دبی حجمی اندازه گیری می شود. در مطالعه حاضر، قطرات با شتابی کمتر از شتاب گرانش خود در حال سقوط هستند و به سرعت حدی خود نرسیده اند و معمولا مسیر حرکت قطرات به صورت یک خط مستقیم می باشد. برای محاسبه سرعت حرکت قطره مقدارجابجایی بین دو قطره را از طریق فاصله میان مرکز سطح دو قطره به دست آورده و سرعت سقوط قطره بر حسب جابجایی درواحد زمان به دست می آید. شتاب سقوط قطره نیز با تغییرات سرعت در واحد زمان قابل محاسبه است. تغییر شکل قطرات به صورت تناوبی بوده که این تناوب ها ناشی از برهم کنش میان نیروهای کشش سطحی و فشار هیدرودینامیکی و وجود جریان های چرخشی درون قطره است که منجر به ناپایداری در سطح قطرات می شود. شکل قطره برای سیال نیوتونی در حال سقوط که دارای جریان خزشی باشد به صورت کروی است. در حالی که شکل قطره ویسکوالاستیک در حال سقوط، با افزایش حجم قطره از حالت کروی خارج شده و به قطره ای پهن شده با شکل بیضوی تبدیل می شود. نیروهای وارده بر قطره ویسکوالاستیک در حال سقوط شامل نیروی وزن، کشش سطحی، فشار و تنش های ویسکوالاستیک می باشد.

کلیدواژه ها:

قطره ، پردازش تصویر ، ستون حباب ، تغییر شکل قطره