بررسي عوامل تاثيرگذار در پديده ائتلاف قطره- حباب درون آب به روش تجربي

Experimental Investigation of Bubble-Droplet Coalescence Phenomenon in Water

امروزه پديده برهم كنش قطرات نفتي/روغني و حباب هاي گازي در بسياري از فرآيندهاي صنعتي، محيط زيستي و بيولوژيكي نقش كليدي ايفا مي كنند. از اين رو در اين مقاله نتيجه برخورد يك قطره از جنس روغن سيليكون با حباب هوا درون محيط ثالث آب با هدف تعيين پارامترهاي اثرگذار در اين پديده، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور مدار آزمايشگاهي خاصي ساخته شده و چهار سري آزمايش در دو حالت برهم كنش هاي استاتيك و برخورد ديناميك (اختلاف سرعت و صعود ناشي از نيروي شناوري وارد بر حباب) طراحي شده و نتايج آن در قالب چندين جدول و شكل مورد بررسي قرار گرفته اند. در اين آزمايش ها براي فهم و شناخت بهتر پديده به لحاظ كيفي و نيز براي استخراج اطلاعات كمي از قبيل زمان تماس، سرعت و انرژي هاي جنبشي و سطحي در لحظه برخورد، از دوربين سرعت بالا و پردازش تصاوير ضبط شده بهره گرفته شد. نتايج به دست آمده از اين آزمايش ها حاكي از آن است كه علاوه بر ضريب پخش، انرژي جنبشي و زمان تماس نيز در Determine the outcome of a collision تاثير گذار خواهد بود كه در حالت ديناميك اثربخشي انرژي جنبشي و در حالت استاتيك تاثير زمان تماس بيشتر مشهود است.

Nowadays, the interaction of oil droplets with gas bubbles plays an important role in many industrial, environmental and biological processes. Therefore, in this paper, the outcome of a collision between a silicon oil droplet and an air bubble in water has studied in order to identify the effective parameters in this process. For this purpose, an especial setup was built and four series of experiments in both dynamic (in which the relative velocity of collision is equal to the bubble velocity due to the Buoyancy force) and static conditions were carried out. The results of these experiments were presented and discussed in the form of several tables and pictures. In these experiments, a high-speed camera and image processing were used to gain a better understanding about bubble-drop coalescence qualitatively, and to obtain some quantitative information such as contact time, velocity, and kinetic and interfacial energies of bubbles and drops during the impact. The results of this study show that in addition to the spreading coefficient, the kinetic energy of bubble/droplet in the collision and their contact time, are also determinative parameters in the determination of the outcome of a collision. In the dynamic and static states, the effect of kinetic energy and contact time are more effective, respectively.