بررسی رژیم شکلی صعود حباب هوای تزریق شده در ستون آب به روش عددی و آزمایشگاهی

شناخت تاریخچه تولید و دینامیک رشد یا محو حباب ها تحت شرایط محیطی مختلف نقش مهمی را در درک صحیح در فرآیند جوشش، تبخیر، کاویتاسیون و چگالش ایفا می کند. در این مقاله رژیم شکلی تصعید حباب هوا درون ستون آب مطالعه و با استفاده از روش­های عددی و آزمایشگاهی شبیه سازی شده است. برای این منظور از یک ستون پر از آب در ابعاد آزمایشگاهی به عنوان سیال میزبان استفاده شده و با استفاده از روش عکس برداری پرسرعت، مهم ترین خواص هیدرودینامیکی حباب ها مانند سرعت، اندازه، مسیر حرکت و سایر خواص مربوط به حباب اندازه گیری شد. سپس به روش دینامیک سیالات محاسباتی و مدل دوفازی حجم سیال، صعود و تغییر شکل تزریق تک حباب در یک مخزن ساکن شبیه سازی شد و با نتایج عددی و تجربی پیشین و حاضر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از این اعتبارسنجی با تقریب خوبی منطبق بر نتایج مرجع بوده و صحت عملکرد حلگر مورد استفاده و تنظیمات آن را اثبات نموده است. در نهایت با محاسبه اعداد بی­بعد اتووس و مورتن، رژیم شکلی حباب تعیین شده و با رژیم شکلی به دست آمده از شبیه سازی عددی و آزمایش تجربی مقایسه شد. رژیم به دست آمده از نمودار کلیفت، رژیم کپسول کروی بوده که با رژیم شکلی حباب شبیه­سازی شده به روش عددی و آزمایشگاهی در شرایط یکسان کاملا انطبق دارد واینموضوع اعتبار حل عددی را اثبات می­کند .

کلیدواژه ها:

Bubble Rising ، Shape Regime ، Clift Graph ، ۳-D Numerical and Experimental Simulation ، صعود حباب ، رژیم شکلی ، دیاگرام کلیفت ، شبیه سازی سه بعدی عددی و آزمایشگاهی