مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تأثیر میدان مغناطیسی بر رفتار هیدرودینامیکی حباب در سیال ساکن نیوتونی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد
2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این پژوهش حرکت آزادانه حباب در کانال عمودی به صورت تجربی در محدوده نیروی تنش سطحی غالب برای 5 سیال مختلف نیوتونی مورد بررسی قرار گرفت. مسیر حرکت حباب در آب، محلول 30 درصد و 50 درصد حجمی گلیسیرین به صورت زیگزاگ و در دو محلول 80 درصد و 100 درصد حجمی گلیسیرین به صورت خطی مشاهده شده است، همچنین سرعت صعود و ضریب منظر نیز با روش آنالیز تصویر توسط نرم‌افزار متلب استخراج شد. مقایسه نتایج کار حاضر با نتایج سایر محققین و روابط موجود جهت حدس زدن سرعت حباب از تطابق خوبی برخوردار بود. تأثیر میدان مغناطیسی (عمود بر مسیر حرکتی حباب) بر خصوصیات هیدرودینامیک حباب نیز برای هریک از محلول‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که حضور میدان مغناطیسی هرچند در نحوه حرکت حباب تأثیری ندارد و در محدوده مورد بررسی موجب تغییر حرکت زیگزاگی یا خطی نمی‌شود ولیکن باعث کاهش دامنه حرکت می‌شود که این میزان کاهش با افزایش لزجت کاهش می‌یابد. همچنین حضور میدان سبب افزایش سرعت صعود حباب می‌شود که درصد این افزایش سرعت با افزایش لزجت افزایش می یابد. حضور میدان مغناطیسی باعث افزایش ضریب منظر می‌شود که با افزایش لزجت میزان تغییرات ضریب منظر کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of magnetic field on hydrodynamic of a single bubble behavior in quiescent Newtonian fluid

نویسندگان English

Peyman Rostami 1
Mohamadreza Ansari 2
Mohsen Zarei 1
2 -
چکیده English

In this paper, a single bubble free ascending in a vertical channel was studied experimentally. Five different Newtonian fluids were used where the surface tension force is dominant. The bubble trajectory was considered in water, glycerin 30 and 50 Vol% that is zigzag, however, linear behavior is observed while the weight concentration of the glycerin reaches to 80 and 100 percent. The bubble rise velocity and aspect ratio coefficient are calculated by image analysis via MATLAB software. The results are in a very good agreement with the literature for the bubble velocity. The effect of magnetic field (perpendicular to the bubble flow) on the hydrodynamic characteristics of the bubble for each of the working fluids has been scrutinized. Although the presence of the magnetic field does not affect the bubble trajectory type or change the flow pattern from zigzag to linear, but it reduces the flow domain where this descending trend decreases with the increase in viscosity. It should be also noted that the magnetic field causes the bubble rise velocity to increase while this enhancement increases with higher viscosity. The magnetic field effect on the bubble aspect ratio was also considered and it was found that as viscosity increases the aspect ratio change is decreases.

کلیدواژه‌ها English

Single bubble raise
Magnetic field effect
Raise velocity
Aspect Ratio
trajectory