بررسی آزمایشگاهی تاثیر نوع گاز و نوع مایع در سرعت صعود حباب در برج حباب

در این مطالعه ، حرکت حباب های جداگانه گاز های کربن دی اکسید و هوا در محیط آب مقطر و کروزن (kerosene) مورد بررسی قرار گرفته است. در حرکت حباب های جداگانه (single bubble) در محیط مایع، نیروهای مختلفی نقش دارند که ازجمله مهمترین این نیروها میتوان به نیروی درگ، بویانسی و وزن اشاره کرد. در حباب هایی با اندازه خیلی کوچک، به دلیل عدم تغییر شکل حباب بر اثر نیروهای وارد شده بر سطح ان میتوان با استفاده از موازنه بین نیروهای ذکر شده سرعت نهایی حباب را محاسبه کرد. هر چه حباب بزرگتر میشود، میزان تغییر شکل ناشی از اثر نیروها بر سطح ان بیشتر نمایان میشود تا جاییکه حباب را نمیتوان کروی فرض کرد و باید برای محاسبه سارعت نهایی ان باید از روش های دیگر استفاده کرد. هنگامیکه حباب به اندازه کافی بزرگ باشد که تغییر شکل ان از حالت کروی به لوبیا شکل مشهود باشد، حرکت ان در محیط مایع موجی شکل میشود. با استفاده از تشابه بین حرکت امواج و حرکت حباب میتوان سرعت نهایی را محاسبه کرد . در این مطالعه سرعت نهایی حباب های کربن دی اکسید و هوا در محیط اب مقطر و کروزن (kerosene) به صورت ازمایشگاهی محاسبه شده است. برای محاسبه سرعت نهایی حباب ها در مایعات محققان مختلفی روابط زیادی پیشنهاد داده اند که یکی از مهمترین انها مدل جامی الاحمدی میباشد. در این مقاله با بررسی تاثیر نوع گاز و نوع مایع در چگونگی حرکت حباب ها، صحت این مدل برای گازهایی به جز هوا و مایعاتی به جز آب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که جان مایع رفتار کلی حباب ها را معین میکند و نوع گاز تاثیر زیادی در رفتار کلی ندارد. همچنین ازمایشات نشان میدهند که به دلیل ویسکوزیته بیشتر کروزن در مقایسه با اب، سرعت صعود حباب ها در آن کمتر میباشد و از مدل جامی الاحمدی نیز با تقریب قابل قبولی پیروی میکند .

Keywords:

سرعت صعود حباب , کربن دی اکسید , کروزن , آب مقطر , برج حباب