6892

بررسي لزجت در پديده انگشتي لزج سيالات غيرنيوتوني در محيط هاي متخلخل شكافدار وساده

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1399

دكتر صفاري

1399/07/20

مهندسي مكانيك

Investigating stubbornness in the phenomenon of non-Newtonian fluid stagnation in porous and simple porous environments

شكل و حركت سيال در محيط متخلخل با توجه به كاربرد آن در صنعت و جامعه¬ي علمي از قبيل ازدياد برداشت مخازن نفت با توجه به برداشت ثانويه و ثالثيه ، سفره‌هاي زيرزميني آب و فيلتراسيون از اهميت زيادي برخوردار است. ايجاد ناپايداري در سطح مشترك دو سيال و درنتيجه شكل‌گيري الگوهايي شبيه به انگشت¬هاي چند شاخه با جابجايي سيال با لزجت بيشتر توسط سيال با لزجت كمتر ايجاد مي¬گردد، كه به آن ناپايداري انگشتي لزج و يا كاناليزه شدن مي‌گويند. در اين پژوهش از حكاكي ليزر كربن¬دي¬اكسيد بر روي يك صفحه شفاف جهت ايجاد يك محيط متخلخل استفاده شده است. اين صفحه بر روي يك صفحه ديگر محكم شده و محيطي متخلخل با قابليت كنترل پارامترهاي مختلف تخلخل به وجود آورده است. ابتدا سيال لزج‌تر به وسيله يك پمپ سرنگي محيط داخل سلول را اشباع كرده و سپس سيال با لزجت كمتر به داخل سلول با نرخ ثابت دبي حجمي تزريق مي‌گردد. با تابش نور از زير سلول و ضبط تصاوير مربوطه از بالا مي توان الگوهاي انگشتي تشكيل شده در سلول را تحليل و بررسي نمود. برخلاف بيشتر پژوهشهاي پيشين در اين پژوهش از يك محيط متخلخل واقعي دوبعدي استفاده شده است. كه در هر آزمايش از مرحله تزريق سيال دوم به درون سلول فيلم برداري شد وسپس از فيلم گرفته شده در لحظات مختلف عكس برداري و با مقايسه تصاوير مختلف كه لزجت هاي مختلفي داشتند نتيجه گيري شد. انگشتي‌ها به صورت چرخه‌اي از مكانيزم‌هاي پخش‌شوندگي، تقسيم نوك انگشتي و حركت غالب مشاهده شدند. در ابتدا سيال ورودي به سلول با مكانيزم تقسيم نوك انگشتي به تعداد زيادي انگشتي تقسيم شده كه تعدادي از آن‌ها تحت تأثير مكانيزم حركت غالب كه در آن يك انگشتي رشد نموده و جلوي پيشرفت انگشتي‌هاي ديگر را مي‌گيرد، به يكديگر پيوسته و انگشتي‌هاي واحدي را تشكيل دادند. با پيشروي سيال به سمت انتهاي سلول از ايجاد اين دو مكانيزم كاسته شده و در عوض مكانيزم پخش‌شوندگي موجبِ حركت يكنواخت انگشتي‌ها به سمت جلو، بدون تغيير در ساختار آن‌ها شد كه پهن شدن و غالب شدن انگشتي‌هاي موجود، نتيجه اين مكانيزم است. افزايش اختلاف لزجت بين دو سيال سبب افزايش طول مرز مشترك و بعد فراكتالي مي¬شود كه گواهي بر پيچيده‌تر شدن الگوي انگشتي‌ها است. كه در انجام آزمايش ها سيال پايه ولزج‌‌ سيال آب گليسرين مي باشد وسيال تزريقي دوم سيال غير نيوتني زانتانگام مي باشد.كه اين سيال(زانتانگام)با درصد هاي مختلفي در حجم معيني آب حل شده است.